软X-射线滤光片支撑镍网的设计及制作工艺研究.pdf

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1、第32卷第2期压电与声光VoL32NO．22010年4月PIEZOELECTRICS＆AC0USTO0PTICSApr．2010文章编号：1004—2474(2010)02—0195—03软X一射线滤光片支撑镍网的设计及制作工艺研究伍志军。，李加东，张贵彦。，缪同群(1．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033；2．中国科学院研究生院，北京100039)摘要：介绍了软x_射线滤光片支撑栅网的工作原理及其制作工艺，以金属镍为结构材料，采用了微机电系统(MEMS)技术中的电镀工艺及剥离工

2、艺，讨论了制作工艺中的难点，最后成功制作了网面平整、网线匀称、表面光亮、应力小、厚度均匀的镍网，该镍网厚14m，栅线间隔36．3m，透过率8O。关键词：X一射线光学；滤光片；电铸镍网；太阳x_射线成像望远镜中图分类号：0434．12文献标识码：ADesignandFabricationProcessofElectroformedNickelMeshforSoftX—rayFilterWUZhijun一，LIJiadong～，ZHANGGuiyan～，MIAOTongqun(1．ChangchunInst

3、ituteofOptics，FineMechanicsandPhysics，ChineseAcademyofSciences，Changchun130033，China；2．GraduateSchoolofChineseAcademyofSciences，Beijing100039，China)Abstract：ThetheoryandfabricationprocessofsupportmeshforsoftX—rayfilterisintroduced．Themeshisfabricatedwith

4、nickel，usingtheelectroplatingprocessandlift—offprocessinMEMStechnology。andthefabricationdifficultyisdiscussedindetailaswel1．Theelectroformednickelmeshwithsmoothsurface，lowstressandcoinci—dentthicknesshasbeenfabricated．Thenickelmeshhasthesizeofthethicknes

5、sofl4“m，lineintervalof36．3“mandthetransmittanceof8O．Keywords：X-rayoptics；filter；electroformednickelmesh；solarX-raytelescope近年来x一射线学得到广泛的发展。在很多软(MEMS)技术中的电镀工艺和剥离工艺，在光刻胶X一射线光源(如太阳辐射、同步辐射、高温等离子体所形成的“墙壁”间进行电铸，很好地保证了镍网栅等)的应用中，需利用软X一射线滤光片来提高信噪线的锐利和侧壁的垂直性，相比于其他

6、方法，还有成比l】]。在空间天文学研究中，为获取各类星体尤其膜速度快，质地紧密，柔韧性好，表面光亮等优点。是太阳圆盘和日冕等在软X一波段的光谱特性，软X一1软X一射线滤光片工作原理及镍网结构设射线滤光片是关键部件。在国外这种空间应用的滤计光片已研制成功，我国2O世纪8O年代也进行过研很多薄金属膜具有透过真空紫外和软X一射线制，但由于各种因素中途停止_2]。对于这种滤光而又能滤掉红外、可见甚至紫外辐射的特性，Zener片，支撑结构是其重要部件。这是由于滤光片由极首先对这个现象提出了一个理论解释n]，他指出

7、，透薄金属箔组成，这种金属箔很脆弱，作为空间应用要射带的边限是被价电子的密度控制，密度越高，透射经受火箭发射阶段产生的强烈震动和噪声，很易损带边限所在的波长越短，临界波长。由媒质特性决坏，需要借助其他支撑结构来增加它的结构强度。定，即镍网是常采用的支撑结构。镍网的制作方法有刻蚀。一()。(1)法、蒸镀沉积或溅射法、电铸法等。刻蚀法主要是指湿法腐蚀，但湿法腐蚀为各项同性，腐蚀侧壁的垂直式中N为价电子密度；e和分别为电子的电荷性无法保证。蒸镀沉积或溅射的方法所制镍网应力和质量；c为光速。大，释放后镍网的平整

8、性很难保证，且成膜速率慢，如果入射波的波长比临界波长更长，按照Zener设备投入也很高。国际上较常使用的是电铸法，但的理论它对媒质是不透射的，而对波长比临界波长具体制作工艺未见报道。本文利用微机电系统更短的X一射线在媒质中是透射的。在透明区内X-收稿日期：2008—09—20基金项目：国家自然科学基金资助项目(40474069)作者简介：伍志军(1984一)，男，湖南省人，硕士生，主要研究方向为薄膜光学。第2期伍志军等：软x一射线滤光片支撑