《具有抑制高次諧波特性的高衍射效率同步輻射光柵》是依託中國科學技術大學，由劉穎擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：具有抑制高次諧波特性的高衍射效率同步輻射光柵
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉穎
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
真空紫外同步輻射單色器普遍存在傳輸效率低和高次諧波嚴重的問題，特別在50-100nm波段尤為突出，且目前尚無有效辦法。光柵是單色器的核心器件，改善光柵結構是解決上述問題的有效途徑之一。目前50-100nm同步輻射光柵多採用蒸鍍單層反射膜的淺槽矩形光柵結構，本項目提出通過對光柵反射膜系與光柵結構的系統設計，研製具有抑制高次諧波特性的高衍射效率光柵，改善同步輻射單色器的工作特性。.本項目探索50-100nm具有高反射率、寬波帶、短波截止特性反射膜系的設計方法和製備工藝；將膜系的反射特性與光柵槽型最佳化設計相結合，研究光柵衍射效率隨反射膜系、槽型、及膜系與光柵結構結合方式等因素的變化規律，建立新型同步輻射光柵的設計和製備方法；在此基礎上為兩種典型的同步輻射單色器(Seya-Namioka和SGM)設計和製作光柵，並在合肥同步輻射光束線上試用。
結題摘要
本項目從單色儀核心—衍射光柵的特性提升著手，通過最佳化設計光柵的結構參數，解決真空紫外同步輻射光柵單色儀的衍射效率和高次諧波問題，從而改善真空紫外同步輻射光柵單色儀的性能。對Seya-Namioka單色儀光柵，建立了50-100 nm波段高效率、寬波帶、短波截止特性的多層膜及衍射光柵的最佳化設計方法；對掠入射球面光柵單色儀光柵，提出了基於衍射光柵的一系列抑制高次諧波方案。利用磁控濺射-全息離子束刻蝕方法成功研製了真空紫外多層膜光柵。此外，還初步解決了合肥同步輻射光譜輻射標準和計量光束線在45-110 nm波段元件效率的測試問題。具體成果包括： 1 真空紫外同步輻射多層膜光柵的設計和製作 提出將亞四分之一波長多層高反膜套用到45-100nm波段衍射光柵設計中，分別利用真空紫外亞四分之一多層膜設計理論、光柵衍射效率的嚴格耦合波算法和基本算法，設計了多層膜系和光柵結構，最佳化了Seya-Namioka型單色儀多層膜光柵的結構參數，利用磁控濺射和全息-離子束刻蝕技術研製了SiC基亞四分之一波長多層膜光柵，其衍射效率比單層膜光柵提高了1-2倍，並可較好地抑制高次諧波污染。此結果可以提高同步輻射單色儀的傳輸效率。 2 掠入射球面光柵單色儀光柵的高次諧波抑制 在不改變球面光柵單色儀基本空間結構的條件下，開展了基於衍射光柵的高次諧波抑制方法研究。系統模擬了光柵衍射效率和抑制高次諧波特性隨光柵的結構參數(槽深和占寬比)的變化規律，研究了利用光柵槽形結構抑制高次諧波的特點和潛力，提出了分波段最佳化光柵槽形結構、基於二維光柵結構的高次諧波抑制方案、以光柵替代單色儀前置和後置反射鏡的抑制高次諧波方案，為相關合肥同步輻射單色儀的性能提升提供參考。 3 合肥同步輻射光源光譜輻射標準和計量線站真空紫外波段效率測量的修正方法研究 利用振幅型透射光柵定量分析了合肥同步輻射光譜輻射標準和計量光束線在45-110nm波段的高次諧波成分，提高了該光束線在此波段光學元件效率的測量精度，初步解決了該光束線在45-110 nm波段元件效率的測試問題。利用此方法較準確地測試了本項目中研製的亞四分之一波長多層膜光柵的衍射效率。此方法的測試結果與光柵效率的模擬結果基本一致，並且與日本UVSOR同步輻射裝置的測試結果也基本一致。
