《真空紫外103-200 nm波段鋁(Al)基高反射鏡關鍵實驗技術研究》是依託同濟大學，由王風麗擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：真空紫外103-200 nm波段鋁(Al)基高反射鏡關鍵實驗技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王風麗
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
天文觀測、同步輻射和自由電子雷射等大型裝置的工作波段都涵蓋了真空紫外103-200 nm波段，反射鏡的性能制約了可用光學系統的結構和實驗效果。本項目擬採用蒸發鍍膜方法開展103-200 nm波段內鋁基高反射鏡的關鍵實驗技術方面的研究，主要內容：第一，分析蒸發速率、鍍膜真空和基板溫度三者相互制約的關係，權衡它們對反射率的影響，確定三者最佳的條件；最佳化工藝參數，降低表面粗糙度，減小凹峰；第二，探索蒸發舟的排布和舟與膜料的配合方式，找到穩定且蒸發速率變化區間大的組合；第三，改進已有薄膜沉積方法，進一步提高真空紫外鋁基高反射鏡的反射率；第四，Φ200 mm光學薄膜元件均勻性研究；第五，研究樣品保存、污染源及清除方法和效果，提高反射鏡使用壽命。通過本項目的研究，解決真空紫外鋁基高反射鏡製作的關鍵實驗技術問題，填補國內在103-130 nm波段內的空白，為我國開展天文觀測等相關領域的研究提供技術支撐。
結題摘要
天文觀測、同步輻射和自由電子雷射等大型裝置的工作波段都涵蓋了真空紫外103-200 nm波段，反射鏡是光學系統中常用的元件之一，反射鏡的性能制約了可用光學系統的結構和實驗效果。本項目利用實驗室現有的超高真空複合鍍膜機開展了103-200 nm波段內鋁基高反射鏡的關鍵實驗技術方面的研究，主要內容和重要結果：（1）研究了Al薄膜製備工藝，發現採用鎢絲舟比鎢船舟製備鋁薄膜的反射率好，蒸發速率快，鍍膜真空好，不能使用鉬材料的舟進行鋁薄膜製備。（2）研究了MgF2薄膜的結晶狀態，發現溫度高、薄膜厚，MgF2薄膜是多晶狀態，薄膜厚度在50nm以下幾乎是單晶狀態，真空紫外波段MgF2薄膜作為保護層的厚度一般在20-50nm範圍，所以其最多是部分單晶；（3）研究了Al/MgF2反射鏡，改進鍍膜機的工作狀態，提高鍍膜真空的抽氣方式，發現蒸發速率提高到一定程度，受抽速能力的限制，反射鏡的反射率會出現下降情況；高低溫兩次製備保護層，200-300℃的製備的Al/MgF2反射鏡性能好於室溫、100℃和350℃的，350℃製備樣品的反射率在112nm以下波段反射率高，30個月存放後長波段的反射率下降多，而200-300℃製備樣品的穩定性好。（4）研究了Al/LiF反射鏡，發現在125nm處其反射率達到90%，由於LiF的吸濕性使得該反射鏡在濕度為20%的環境下保存30個月時，反射率下降超過20%，濕度超過40%存放2個月反射率下降接近50%，該組合對反射鏡的存放和使用環境要求高。（5）研究了Al/LiF/MgF2反射鏡，室溫基板製備的反射鏡的反射率低於高溫基板製備的表層反射鏡的反射率；在Φ30mm基板上製作的反射鏡的反射率在107.5~115nm範圍內為70~82%。時間穩定性和環境穩定性正在研究。（6）獲得了105-130nm波段MgF2薄膜光學常數，初步研究了121.6nm處的窄帶濾光片，發現有待於解決蒸發速率和薄膜厚度控制精度之間的關係，從而提高窄帶濾光片的性能。通過這幾年的研究，提高了鋁基高反射鏡的性能，掌握了鋁基高反射鏡製作的關鍵實驗技術，填補國內在103-130 nm波段內的空白，為我國開展天文觀測等相關領域的研究提供技術支撐。
