软X射线多层膜技术及其应用

介绍了软X射线多层膜的研究进展,讨论了软X射线多层膜的选材和制备过程中应该注意的问题。最后给出了软X射线多层膜的应用。     

Co/C,CoN/CN软X射线多层膜的周期结构热稳定性研究

软X射线多层膜经常在强光束的照射下,做为反射镜使用。由于同步辐射等强光束携带很高的能量,使软X射线多层膜镜在工作时的温升可达几百度。软X射线多层膜为亚稳结构,周期仅为纳米量级,如此高的温升会对其周期结构造成不同程度的破坏,从而使反射率降低,反射率峰值位置漂移。因此,研究软X射线多层膜的结构热稳定性,对寻求软X射线多层膜的结构稳定性的改善方法具有重要意义。本文通过对Co/C,CoN/CN软X射线多层膜的周期结构热稳定性的对比研究,发现掺杂N可以十分有效地改善Co/C软X射线多层膜的周期结构热稳定性。     

W/Si,WSi_2/Si和W/TiN纳米多层膜的成膜特性和热稳定性

近20年来,同步辐射光源的迅速发展为软X射线波段提供了性能优良的光源.由于通常的光学反射、透射元件在软X射线波段不能使用,在紫外波段使用的光栅单色器和在X射线波段使用的晶体单色器也由于各自的结构、性质,在软X射线波段的使用受到限制.层厚为纳米量级轻/重元素层(或其他低/高电子密度层)组成的周期性多层膜在软X射线波段可以     

软X射线激光用分束镜研制

软X射线干涉测量是通过软X射线激光经过Mach-zehnder干涉仪完成的, 是测量临界面附近等离子体状态的重要方法. 基于软X射线多层膜的性能特点, 指出软X射线干涉测量的干涉仪各光学元件的入射角越接近正入射越好, 分束镜的设计应以其反射率和透过率的乘积为衡量标准. 用离子束溅射法制作了类镍银13.9 nm软X射线激光干涉测量所需的分束镜, 实测表明其面形精度达到纳米量级, 反射率和透过率乘积大于1.6%.     

大晶面间距X射线分光晶体——马来酸氢十八酯(OHM)

OHM是一种新的大晶面间距有机X射线分光晶体。在软X射线分析中用OHM代替皂膜假晶体STE或衍射光栅可以大大提高衍射效率和波长分辨率,它是一种软X射线理想的单色器。     

Co/C软X射线多层膜的时效研究

软X射线多层膜是由折射系数高低不同的两种材料交替沉积而构成的一维周期结构.在软X射线多层膜的实际应用中,如显微学、宇航学和显微全息等方面,具有高反射率是十分重要的.因此,研究X射线多层膜的时间效应有实际意义.本文研究了Co/C软X射线多层膜的时间效应.     

Co/C软X射线多层膜的时效研究

<正>软X射线多层膜是由折射系数高低不同的两种材料交替沉积而构成的一维周期结构.在软X射线多层膜的实际应用中,如显微学、宇航学和显微全息等方面,具有高反射率是十分重要的.因此,研究X射线多层膜的时间效应有实际意义.本文研究了Co/C软X射线多层膜的时间效应.     

软X射线显微术

本文讨论了软X射线显微成像的衬度机制和成像原理,并且详细地介绍了各种软X射线显微成像的方法以及它们的发展状况.     

高重复频率激光等离子体软X射线光刻实验

高重复频率激光等离子体软X射线光刻术是国际上制作亚微米及深亚微米量级微器件、微结构的关键技术方法之一。目前国内尚未见有关报道。 本文建立的激光等离子体软x射线曝光实验装置(图1)主要由软X射线源和曝光室组     

热气海洋中的影子

去年夏天ROSAT发射升空以来,几个月里这个德、英、美联合伦琴卫星不断传来高能X射线的影像,它们大多来自我们星系之外遥远的世界,如类星体。最近该卫星的X射线探测器转向太空扫描以寻找低能或称“软”X射线,它们大多来自离我们星系较近一些的     

线聚焦激光产生等离子体的X射线发射特性

在X射线激光的研究中,用高功率激光产生的等离子体是最有希望的X射线激光的工作介质。近年来已经实现的软X射线激光和正在广泛进行的许多有关短波长激光的研究中,都常常釆用柱面透镜和球面(或非球面)的聚焦透镜的组合来获得线状的激光等离子体,以便     

Al Lβ吸收边附近透过谱的奇怪振荡

厚度从几百纳米到几微米的无衬铝膜被广泛地用做软X射线的滤光片和衰减膜。例如在多靶的类氖锗软X射线激光实验中,谱线强度的变化有3～5个数量级,为保证记录底片能工作在线性区,需根据靶长的变化更换不同厚度的铝膜对实验中产生的软X射线进行衰减。又如在同步辐射软X射线波段的应用中,往往需要加很薄(几百纳米厚)的铝膜挡掉同步辐射中的可见光成分。此外,Al元素的K、L吸收边也被广泛地用于软X射线能量的定标中。 作者分别在同济大学和长春光学精密机械研究所用热蒸发和电子束蒸发两种方法制备了0.3μ到2.5μm厚的无衬铝膜。在已抛光的玻璃衬底上先蒸镀一层NaCl作为脱膜剂,然后蒸镀Al膜,经脱膜获得厚度均匀(不均匀性小于5％,在100平方毫米范围内)的无衬铝膜。杜杰,王珏等对Al膜所作的Auger谱分析表明:铝膜表面的氧化层大约有7.5nm厚,氧化的主要产物是Al_2O_3。     

软X射线同轴全息实验

“水窗”波段软Ｘ射线非常有利于生物样品的显微成象,软Ｘ射线全息术可以观察自然状态下的生物样品的三维结构。合肥国家同步辐射光源软Ｘ射线光束线使用波带片－针孔线性单色仪从连续波长的同步辐射光中取得准单色软Ｘ射线,针孔用于压缩带宽提高光的时间相干性,同时限制光源的线度提高光的空间相干性。     

类锂硅离子X射线激光时空特性

近年来,X射线激光研究取得了重大进展。在我们以前的工作中,利用具有空间分辨能力的光谱诊断技术,成功地观察到类锂硅离子5f-3d(88.84 )、5d-3p(87.28 )、6f-3d(75.83 )、6d-3p(74.64 )四条谱线显著的激光放大现象。本文报道我们进一步对这四条谱线产生放大的动力学过程的研究。我们发展了一种同时具有时间和空间分辨能力的光谱诊断技术,首次测量了上面四条激光线发射的时空特性,进一步从实验上证实了所观察到的X射线激光是三体复合泵浦产生的。实验是在中国科学院上海光学精密机械研究所LF12激光装置上进行的。从激光装置     

人类首次在黑洞超软谱态下发现相对论性喷流

 致密天体吸积过程中相对论喷流的形成机制,是天体物理学的基础问题之一。理论上虽然很难回答这个问题,但对于 微类星体相对论喷流的观测,在现象上给出了规律：对于辐射出超软Ｘ射线的天体,相对论喷流是无法产生的。对于河外 星系M81中超软极亮X射线源(M81 ULS1)的光谱观测表明,蓝移的宽Hα发射线,是重子物质相对论喷流的证据。喷流的进 动导致发射线随时间变化,其投影速度约为光速的17%,这与微类星体的原型SS433极为相似。这种相对论喷流不可能起 源于白矮星,而是起源于中子星或黑洞,这与M81 ULS1的超软X射线光谱相矛盾。X射线超软源中相对论喷流的发现,打 破以往对喷流形成的理论认知。处在超爱丁顿吸积状态,并拥有光厚吸积盘外流的黑洞,可以用来解释这种超软谱态与相 对论喷流的共存现象。     

类锂钛离子复合X射线激光

复合泵浦类锂离子方案是实现小型高效的“水窗”波段饱和放大的X射线激光器的最有希望的途径之一,近年来,各国著名实验室进行了很多重要的研究,虽然取得了很大的进展,但关于该方案的激射机制还有一些悬而未决的问题,在向短波长推进和提高增益长度积方面尚需大量的工作.在以前细致地研究纳秒级激光脉冲驱动的复合机制X射线激光的基础上,最近我们利用LF12装置输出的100ps量级脉宽驱动激光,完成了复合泵浦类锂钛离子X射线激光实验.实验结果表明,类锂钛离子4f～3d跃迁(波长为4.68nm)有明显的增益,峰值增益系数为(1.9±0.5)cm~(-1),实验结果显示了类锂方案在实现短波长激光和大GL值方面的潜力.本文实现的激光跃迁波长是迄今世界范围内用复合泵浦类锂离子方案实现放大的最短波长.     

线聚焦激光辐照栅状结构靶的发射特性

近年来,世界范围内X射线激光研究在多方面取得了较大进展,引起人们广泛的注意,特别是,其中有关提高具有潜在实用价值的复合泵浦X射线激光的增益长度积(GL值)的研究是最活跃的前沿课题之一.采用新的靶型以加速冷却是一种可能的有效途径.此外,对不同结构的靶型,等离子体不均匀性的平滑和增长是大家关注的焦点问题.本文报道了线聚焦1.05μm激光辐照具有空间周期刻槽结构的栅状靶所产生等离子体的发射特性的实验研究结果.文中从空间和时间分辨的线状等离子体轴向和侧向软X射线光谱测量,空间分辨的电子温度和电子密度诊断,以及等离子体二次谐波发射测量等角度研究了栅状结构靶与激光相互作用的物理过程.通过与平面靶比较,实验观察到若干可能的激光跃迁的轴向发射增强等重要现象,表明采用这种结构的靶将可能提高复合X射线激光的增益.     

应用于激光聚变的X射线分幅成像技术

X射线分幅相机具有高时间分辨能力和二维空间分辨率,是激光惯性约束聚变(inertial confinement fusion,ICF)实验中重要的超快诊断设备,常用于获取内爆压缩动态图像等信息.此外,该相机也可应用于Z箍缩、X射线激光、同步辐射等研究中进行瞬态信息探测.传统X射线分幅相机的时间分辨率由0.1μs提高至100 ps,空间分辨率约20 lp/mm,且实现了工程化及大画幅尺寸.随着ICF研究的深入,要求分幅相机时间分辨率优于30 ps.采用电子束时间放大技术可将分幅相机时间分辨率提高至5 ps.微电子技术的进步进一步推动了分幅相机的发展.基于CMOS芯片的单视线分幅成像系统时间分辨率为30 ps、空间分辨率为35μm.为了提高抗电磁干扰能力,最近几年发展出一种全光固体分幅相机.本文重点阐述了目前实用的微通道板(microchannel plate, MCP)行波选通X射线分幅技术及新型电子束时间放大X射线分幅技术,并对全固体分幅技术及全光固体分幅技术的未来发展进行了展望.     

X射线物理学的新发展

自1895年伦琴发现X射线以来,X射线学在透射、衍射、能谱和射线源等方面与其它新兴学科相互渗透和交叉,衍生出许多新的分支领域。一.高功率X射线源 1.实验室用强流恒源包括转靶,功率高达60KW;Henke软X射线源,它备有不动的水冷锥形阳极,管流可达300mA。 2.同步辐射源——利用强磁场偏转相对论性(最大能量为0.2～120GeV束流为150～     

镧系元素的软X射线出现电势谱

软X射线出现电势谱(SXAPS)测定固体表面受电子轰击后特征X射线的产额与轰击电子能量之间的关系,可用于分析固体的表面成分、原子内层电子的束缚能和提供空带电子能态密度的有用信息.近年来还发现它与表面的原子结构有关,因此是研究表面物理的一