《高線對全息平焦場光柵研製》是依託中國科學技術大學，由劉正坤擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：高線對全息平焦場光柵研製
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：劉正坤
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
在雷射慣性約束聚變物理實驗中，對電漿發射的X射線光譜的研究是獲得電漿狀態參數的重要手段。X射線平焦場譜儀是該類實驗中的重要設備之一，國內X射線平焦場譜儀的設計和研製已經達到了實用水平，但譜儀的核心元件— X射線平焦場光柵，完全依賴進口。而由於平焦場譜儀的特殊套用背景，目前工作於高能區的優質全息光柵的進口受到限制。.本項目針對0.2-1.5 keV能區的凹面平焦場光柵的設計和製備技術開展研究。綜合考慮光柵效率及探測器回響特性，解決光譜儀在工作能區內回響不均勻的問題；研究光柵槽型、粗糙度等與衍射效率及高次諧波抑制的關係；分析光柵線密度和譜儀的結構參數對能譜分辨力的影響，利用二者之間的互補效應提高分辨；研製平焦場光柵用於慣性約束聚變物理實驗研究。該研究還將為1-10 keV的X射線平焦場多層膜全息光柵的研究提供理論及技術基礎。
結題摘要
軟X射線掠入射平焦場光柵譜儀是核聚變、天體物理和材料研究等領域的重要儀器，軟X射線平焦場光柵是其核心元件。本課題主要研究使用在0.8-6nm波段的全息平焦場光柵的設計和製作。為了兼容現在的光譜儀結構，選取入射角度為88.65°，入射距離237mm，成像距離235mm。基於遺傳算法，最佳化光柵的線密度分布並設計全息曝光光路的參數。同時研究光譜儀光譜解析度的提升方法，提出分區光柵和基於柱面鏡曝光的設計方法，可以有效的提升回響波段的光譜解析度，而且兩種設計方法並不衝突，兩者結合可以提升整個使用波段的光譜解析度。在光柵的製作工藝方面，系統分析了曝光光路的調節誤差對線密度分布的影響，找出最敏感的影響因素，利用非球面波記錄光路製作了光刻膠掩模，利用灰化技術獲得期望的占寬比，最後利用離子束刻蝕將光刻膠圖形轉移到融石英基底上，獲得了占寬比為0.35±0.1，槽深為9±1nm的Laminar全息平焦場光柵。在國家同步輻射實驗室計量站上標定了4.5-8 nm波段的衍射效率，其測量結果達到理論值設計值的65%以上，同時也測量了日本島津公司的商業全息平焦場光柵的衍射效率，結果表明製作光柵的衍射效率已達到商業光柵的水平。
