掠入射X射线显微镜反射率分析

X射线掠入射显微镜的反射率除了与掠入射角有关之外,还与反射表面的粗糙度密切相关．以设计的非共轴掠入射KBAX射线显微镜系统为例,讨论了掠入射下X射线从金属表面和单层膜表面反射的两种情况．分析了波长为0．83nm时,表面均方粗糙度（RMS）对反射率的影响,并计算了该系统的X射线反射率．分析结果表明RMS增大,反射率会降低;无氧铜的反射率为0．021,单层膜的反射率为0．049,因此KBAX射线显微镜可采用镀单层膜的方法加工．     

X 射线超反射镜设计、制作与表征

探讨了 X 射线波段超反射镜的设计, 采用了周期膜堆作初始条件加单纯形局域优化和模拟退火全局优化方法, 设计了工作能量为Cu的Kα(8.0 keV)线的不同掠入射角和不同角度带宽的宽角度X射线超反射镜和8~25 keV范围内不同掠入射角和不同能量带宽的宽带X射线超反射镜. 同时, 还系统研究了非周期多层膜超反射镜的制备工艺, 解决了多层膜制备过程中遇到的一些工艺性问题和精确定标的问题, 进行了不同膜层材料对组合的超反射镜制备实验, 成功制备了相应的多层膜样品. 利用高分辨率X射线衍射仪测量了样品的反射率, 所得结果与设计值基本相符.     

一种X光多层膜的设计方法

为了解决X光多层膜理论设计与实际镀膜反射率不一致的问题,基于物理学关于X光在多层膜界面散射的最新理论,提出一种数学模型,编制了软X光多层膜的设计程序。在考虑界面粗糙度、膜层配比、膜层周期多个实际参数条件影响下,多层膜反射率与入射X光波长的关系曲线。其设计结果与传统的设计方法相比,不但理论先进,能够给出最佳结构参数的设计结果,而且能够给出膜厚误差、配比误差对反射率的影响,同时考虑了多层膜的所有参数,使反射率设计结果更接近于实际镀膜结果。     

宽带反射膜的优化设计和性能分析（英文）

宽带反射膜存在着材料折射率有限、反射带宽和反射率不能满足需要、制备过程中薄膜的厚度和折射率难以精确控制等重要的问题。为了满足光学元件对宽光谱反射的要求,采用多个膜堆结构展宽反射带的方法,使用TFCalc优化设计膜系,对膜系结构参数进行不断地改进和调整,设计了带宽为400~900nm、入射角分别为0°和60°的两种全介质多层反射膜并且对其性能进行了分析。结果表明,入射角为0°的宽带反射膜平均反射率达到99.6%,入射角为60°的宽带反射膜平均反射率达到98.6%,这两种反射膜均可以在超宽光谱范围内提高光学仪器的反射率;膜系的中心波长、电场强度分布、平均反射率和反射带宽受入射角度影响,在平均反射率和反射带宽方面,60°入射的膜系比0°入射的膜系受入射角度的影响更大。     

极紫外和软X射线多层膜光学

综述了极紫外和软X射线多层膜光学及其应用，指出了极紫外和软X射线光学的优点和难点。在软X射线激光诊断高温高密度等离子体的干涉实验中，迫切需要既有一定反射率、又有一定透过率，同时具有很高面形精度的半反半透多层膜和高反射率多层膜组成的X射线激光干涉仪，以实现对高温等离子体临界面附近电子密度的诊断。在分析软X射线多层膜偏振特性基础上，设计了类镍银软X射线激光干涉仪用半反半透多层膜，并用离子束溅射方法制备了这样的元件，同步辐射反向率和透过率测试表明已制备的半反半透多层膜达到了进行软X射线干涉实验的要求。     

非均匀介质薄膜反射率的角度依赖特性

基于半无限分层介质模型,讨论了具有一定折射率分布的非均匀介质薄膜反射率对入射光的角度依赖关系,得出了其光强反射率公式.在此基础上,通过数值模拟给出不同参数下非均匀介质薄膜的反射率随入射角的变化曲线.分析表明,反射率随入射角的增加呈现出先减小后增大的变化趋势.布儒斯特角随表面折射率、底层折射率、有效深度的增加及膜层厚度减小而增加,随入射波长的变化可以忽略.对于同一入射角,薄膜反射率随薄膜分层厚度增加以及表面折射率、底层折射率和有效深度的减小而减小.     

多层高反膜的理论设计与光学特性研究

利用软件Essential Macloed对光学多层介质反射膜作了理论设计：用packing density的概念模拟了多孔薄膜,实现了材料折射率的可调节;通过计算分析了非四分之一波长膜系的光学特性,得出倍频反射带反射率随高折射率膜层厚度变化的关系,该结果对于特殊膜系的设计具有一定的理论指导意义。     

极紫外多层膜反射率的模拟计算与分析

使用matlab软件编程计算了钼/硅多层膜的反射率随膜层数、波长及入射角等的变化.结果显示,在极紫外波段,存在中心波长为13.3 nm和17.2 nm两个峰值反射波长,反射率分别达到73.1％和53.7％;两中心波长的最佳镀膜层数分别为80和60;两中心波长在入射角小于8°的近正入射情形均存在一个反射率曲线平坦段.     

多层光学透明薄膜的反射性质讨论及应用设计

采用矩阵光学计算方法,对多层光学透明薄膜的反射性质进行了讨论,并通过具体的应用设计得到了比较好的结果及有益的结论,即高反射率膜一定是奇数层;四分之一膜系为奇数层时,层数越多,反射率越大;上述膜系的全部结果只适用于单一波长的情况.     

在Xe~(q )(q=25,29)离子与Mo金属表面相互作用过程中离子动能及电荷态的作用

测量了Xe25 和Xe29 入射Mo金属表面发出的L壳层的X射线谱,观测入射离子动能范围在350～600keV之间的X射线强度.研究了X射线强度与入射离子动能及电荷态的关系,并给出了初步解释.     

Schmidt和Angel结构的龙虾眼X射线成像系统性能对比研究

Schmidt型和Angel型的X射线成像系统通过仿生龙虾眼睛微通道结构实现全反射聚焦成像,相比传统的X射线成像方式,具有大视场、高空间分辨率和能量获取能力。研究两个龙虾眼基础结构模型,根据X射线掠入射反射理论,分析对比了Angel和Schmidt结构光线入射焦面时的分布和空间分辨率,并用tracepro软件建立模型仿真验证了两种结构龙虾眼在聚焦和成像时的接收光/发射光、最大值/十字臂、最大值/本底、十字臂/本底多个性能参数。理论分析和仿真结果表明,当龙虾眼透镜焦距较长和通道长宽比大约为50时,由于多次反射时的聚焦及成像,Schmidt模型比Angel模型的信噪比等主要参数高,空间分辨率低;当龙虾眼透镜焦距较短和通道长宽比大约为10时,由于单次反射时的聚焦及成像,Schmidt模型比Angel模型的信噪比等主要参数低,空间分辨率几乎一样。     

Xe~(30+)在Au下表面退激辐射的X射线谱

报导了1.0~3.0MeV的Xe~(30+)离子与1.0MeV的Xe~(26+)离子入射Au表面发射的X射线谱,考虑到探测器Be窗对射线的非均匀衰减,还原了1.0MeV的Xe~(30+)离子产生X射线谱。通过用经典过垒模型及两体碰撞模型的分析表明:动能1.0~3.0MeV的Xe~(30+)离子入射Au靶,下表面空心原子M壳层空穴退激发射了能量0.7~1.75keV的Xe M X射线,下表面空心原子N壳层空穴退激发射了能量0.5~0.7keV的Xe N X射线。     

Xe30+在Au下表面退激辐射的Ｘ射线谱

报导了1.0-3.0MeV的Xe₃₀₊离子与1.0MeV的Xe₂₆₊离子入射Au表面发射的X射线谱,考虑到探测器Be窗对射线的非均匀衰减,还原了1.0MeV的Xe₃₀₊离子产生X射线谱。通过用经典过垒模型及两体碰撞模型的分析表明：动能1.0-3.0MeV的Xe₃₀₊离子入射Au靶,下表面空心原子M壳层空穴退激发射了能量0.7-1.75keV的Xe M X射线,下表面空心原子N壳层空穴退激发射了能量0.5-0.7keV的Xe N X射线。     

多层高反膜的理论设计与光学特性分析

从理论上对光学多层介质反射膜作了设计，用堆积密度的概念模拟了溶胶-凝胶法制备的纳米多孔薄膜的折射率；利用反射率增幅分析与膜层制备难度分析来选择理想的膜系设计；通过计算分析了经典四分之一波长膜系的光学特性，包括薄膜膜层的驻波场分布和镀膜过程中的随机误差对膜层反射率曲线的影响，为多层高反膜的化学法制备与实际应用提供了重要依据。     

沉积温度对TiN/SiN_x多层膜结构及力学性能的影响

采用反应磁控溅射方法,在不同沉积温度条件下制备了一系列多晶TiN/SiNx纳米多层膜,并用X射线衍射仪（XRD）、X射线反射仪（XRR）及纳米压痕仪（Nanoindenter）表征了材料的微观结构及力学性能。结果表明,沉积温度对多层膜的界面结构、择优取向及力学性能有显著影响：当沉积温度为室温时,多层膜的界面较高温条件下粗糙;而多层膜的择优取向在沉积温度为400℃时呈现强烈的TiN（200）织构;多层膜的硬度及弹性模量在室温至400℃温度范围内变化不大。     

钝化硅太阳电池减反射模的研究

从多层膜系在某一波长的反射率的计算原理和计算方法入手，采用等效分界面和权重反射率Ｒｗ的概念，给出了多层膜系优化的普适方法。具体计算了钝化太阳电池的单层减反射膜和双层减反射模的优化设计，给出了常用减反射材料的最佳膜厚值，并得出结论：双层膜的减反效果优于单层膜，平面双层减反射膜的权重反射率Ｒｗ小于６％，加微槽结构后降至２％以下。     

入射光与折射光的振幅与光强的分析

利用菲涅尔公式和电磁场能量、能流理论,分析光在两个均匀各向同性媒质的界面上入射,反射和折射时,能够得出两个有趣的结论:1.一定条件下,折射光的振幅可以大于入射光的振幅;2.一定条件下,折射光的光强可以大于入射光的光强.     

软X射线多层膜透射式起偏器和检偏器设计

叙述了软X射线波段多层膜透射式起偏器和检偏器的设计原理，提出了设计准则，通过该准则设计的多层膜偏振元件能够同时满足具有较大的光通量和偏振度要求．同时还优化了不同膜厚比情况下软X射线多层膜偏振元件的性能，讨论了在多层膜制作过程中，由于表界面粗糙度和扩散的不同对元件性能的影响，这些工作为制作软X射线多层膜透射式起偏器和检偏器提供了设计基础。     

钝化硅太阳电池减反射膜的研究

从多层膜系在某一波长的反射率的计算原理和计算方法入手，采用等效分界面和权重反射率Ｒｗ的概念，给出了多层膜系优化的普适方法．具体计算了钝化太阳电池（含ＳｉＯ２钝化层）的单层减反射膜和双层减反射膜的优化设计，给出了常用减反射材料的最佳膜厚值，并得出结论：双层膜的减反射效果优于单层膜，平面双层减反射膜的权重反射率Ｒｗ小于６％，加微槽结构后降至２％以下（ＳｉＯ２钝化层厚度为２５ｎｍ）．     

NSRL衍射和散射站的性能及在材料科学中的典型应用

介绍了国家同步辐射实验室二期工程X射线衍射和散射光束线实验站的建设与主要设备.利用设备采用X射线反射法,在不破坏样品的情况下得到了Si/C多层膜的结构信息;通过对标准Si粉末样品的FWHM测试表明该站可进行粉末全谱扫描;利用X射线掠入射衍射技术分析了ZnO薄膜的生长条件与结构的关系;采用X射线散斑方法直接观测了弛豫铁电体内部的纳米空间尺度的电极化团簇的空间时间构造.