x射线衍射光学部件的制备及其光学性能表征

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1、X射线衍射光学部件的制备及其光学性能表征4—.宜方复旦大学信息科学与工程学院专项集成线路与系统国家重点实验室综述了W内外在纳米加工x射线衍射光学透镜方面的研宄现状和最新进展。介绍了作者团队过去三年在这方面做的工作。针对衍射透镜关键技术，研发了具有大高宽比形貌的电子束光刻基础工艺;结合金电镀，提出了纳米尺度波带片的制造技术，并将该工艺成功扩展于分辨率板(Siemensstar)和集成光栅型会聚透镜的研制。运用蒙特卡罗模拟和显影动力学，探索了电子束光刻技术所能够实现的最大高宽比以及造成这种限制的物理根源;成功研制了SO^Onm的波带片透

2、镜(其中，lOOnm波带片高宽比为16:1)、50300nm的分辨率测试板(其中，300nm测试板高宽比为10:1)和200™的会聚透镜(高宽比为10:1)。对所研制的光学部件在同步辐射光源进行了实验表征。结果表明，lOOnm波带片聚焦斑尺寸为234nm,测试板和会聚透镜的光学特性与国外同样光学部件到达同等水平;会聚透镜辐照的均匀性为99%。最后，总结了近儿年我国X射线衍射透镜的发展进度，指出了衍射光学部件光学性能发展的最大瓶颈是分辨率与衍射效率相互制约，提出了提高光学部件衍射效率的具体途径，给出了我国X射线衍射透镜技术的未来发展路

3、线图。关键词：X射线衍射光学部件;波带片;电子束光刻;纳米加工;会聚透镜;分辨率板;同步辐射光源；bingwithAuelectroplating,asolidtechnicalbackgroundfornanoscalezoneplateswassuccessfullybuiltupandappliedtothefabricationsofSiemensstarsandgratingbasedbeamshapers.Furthermore,byapplyingMonteCarlosimulationanddevelopingdyn

4、amics，theaspectratio(zoneheight/zonewidth)limitbyelectronbeamlithographywasexploredandthephysicalessenceleadingtothelimitwasdiscussed.Aserialofdiffractivelenses,suchas50—100nmzoneplates(inwhichthe100nmzoneplateshowsitsaspectratioof16:1),50—300nmSiemensstars(inwhichthe3

5、00nmSiemensstarhastheaspectratioof10-1)and200nmgratingbasedcondensers(withtheaspectratioof10:1)weresuccessfullyfabricated.TheopticalcharacterizationsofthesefabricatedlensesweremeasuredinShanghaiLightSource,Itdemonstratesthatthefocusingspotof100nmzoneplateis234nm.The300

6、nmSiemensstarsandthecondensersfabricatedinthisworkshowtheiropticalqualityattheworldlevel.Thestandarddeviationoftheilluminatedintensityismeasuredtobe1%.Finally,thispapersummarizesthedevelopmentofX-raydiffractionlensesinourcountryinrecentyears,andpointsoutthatthebiggestb

7、ottleneckofthedevelopmentofdiffractionopticsistheinteractionbetweenresolutionanddiffractionefficiency.Itputsforwardsomespecificwaystoimprovethediffractionefficiencyofopticsandgivesatechnicalroad-mapforthelenstechniqueinChinainthenextfiveyears.Keyword：diffractiveX-rayop

8、tics;zoneplate;electronbeamlithography;nanofabrication;condenser;Siemensstar;synchrotronradiationsource;1引言新一代同步辐射大科学