軟X射線平焦場光譜儀具有消像差、平焦場、結(jié)構(gòu)緊湊等特點,廣泛應(yīng)用于同步輻射、強激光等領(lǐng)域。軟X射線變間距光柵是平焦場光譜儀的核心元件。隨著各種科學(xué)裝置的性能提升,對高質(zhì)量軟X射線變間距光柵(如:高中心線密度、高線密度空間分布精度以及低雜散光)的需求越來越緊迫。常規(guī)的光柵制作方法:機械刻劃和全息光刻在制備軟X射線變間距光柵中各有利弊,又各具特色。針對高質(zhì)量變間距光柵的迫切需求,結(jié)合傳統(tǒng)制作方法的優(yōu)勢,以及目前迅速發(fā)展的電子束光刻技術(shù),本文提出一種利用電子束光刻方法制備的位相掩模(簡稱位相掩模)進行全息光刻(簡稱近場全息)的軟X射線變間距光柵制備方法,以克服常規(guī)方法的問題、滿足制備高精度變間距光柵的急需。本文系統(tǒng)研究了近場全息法制作軟X射線變間距光柵的關(guān)鍵問題,主要成果包括以下幾方面:1、設(shè)計了用于0.3-0.6nm波段的中心線密度為3600 lines/mm的光譜儀用軟X射線平焦場光柵;優(yōu)化設(shè)計近場全息制作變間距光柵的曝光光路參數(shù),設(shè)計了近場全息用位相掩模;分析確定了近場全息中主要誤差因素,提出了用不同近場全息曝光參數(shù)反向匹配來降低包括電子束光刻在內(nèi)的制作誤差。最后提出用近場全息法翻制位...

【文章頁數(shù)】：108 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 軟X射線平焦場光柵光譜儀
        1.2.1 概述
        1.2.2 軟X射線平焦場光譜儀的應(yīng)用
    1.3 軟X射線變間距光柵的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 軟X射線變間距光柵的設(shè)計
        1.3.2 變間距光柵的研制
    1.4 選題意義與論文構(gòu)成
第二章 利用近場全息方法制備軟X射線變間距光柵的相關(guān)優(yōu)化設(shè)計
    2.1 引言
    2.2 軟X射線變間距光柵設(shè)計
        2.2.1 軟X射線變間距光柵線密度分布設(shè)計
        2.2.2 軟X射線變間距光柵槽形參數(shù)設(shè)計
        2.2.3 小結(jié)
    2.3 近場全息用熔石英掩模的設(shè)計
        2.3.1 熔石英掩模線密度分布設(shè)計
        2.3.2 熔石英槽形結(jié)構(gòu)設(shè)計
    2.4 電子束光刻與近場全息的誤差分析及補償方法
        2.4.1 電子束光刻制備熔石英掩模的誤差分析
        2.4.2 近場全息誤差分析
        2.4.3 電子束光刻-近場全息過程誤差補償
    2.5 掩模翻制
    2.6 本章小結(jié)
第三章 動態(tài)近場全息曝光方法研究
    3.1 引言
    3.2 動態(tài)曝光原理
        3.2.1 動態(tài)曝光實驗裝置
        3.2.2 動態(tài)曝光抑制位相掩模拼接誤差圖形的基本原理
        3.2.3 莫爾條紋監(jiān)控動態(tài)曝光原理及精度分析
    3.3 光刻膠光柵的表征結(jié)果
        3.3.1 光刻膠光柵隨機缺陷抑制
        3.3.2 光刻膠光柵拼接誤差抑制
        3.3.3 光刻膠光柵遠場衍射圖
    3.4 本章小結(jié)
第四章 近場全息制作的軟X射線變間距光柵
    4.1 引言
    4.2 近場全息制作軟X射線變間距光柵實驗
    4.3 光柵參數(shù)設(shè)計
    4.4 鍍金軟X射線光柵形貌分析
        4.4.1 基于原子力顯微鏡圖的光柵邊界提取
        4.4.2 線條邊沿粗糙度計算
        4.4.3 動態(tài)樣品與靜態(tài)樣品的LER對比分析
    4.5 鍍金軟X射線變間距光柵制作
    4.6 同步輻射測試
        4.6.1 光柵衍射效率
        4.6.2 光柵錐角衍射峰
        4.6.3 雜散光
        4.6.4 高次諧波
    4.7 本章小結(jié)
第五章 寬光束測試變間距光柵線密度分布
    5.1 前言
    5.2 測試系統(tǒng)
    5.3 測試誤差分析與實驗結(jié)果
    5.4 適用范圍
    5.5 軟X射線變間距光柵線密度測試及成像模擬
        5.5.1 成像特性理論模擬
        5.5.2 光柵線密度分布測試
        5.5.3 調(diào)整光譜儀參數(shù)補償近場全息光柵制作誤差
    5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 論文工作總結(jié)
    6.2 論文創(chuàng)新點
    6.3 論文展望
參考文獻
附錄A
    程序功能說明
    Extractcode.m
    LERcode.m
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果



本文編號：3865898