【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】XUV和X射线衍射光学元件的制造方法
技术介绍
已经证实X射线显微术是一种重要的成像技术。在基本情况下,显微镜的分辨率受到所使用辐射波长的限制。与可见光相比,X射线具有小于10nm的更小波长的优点,使得分辨率可能更高。除此之外,有前景的技术使用波长在10nm至121nm之间的XUV(“远紫外线”)射线。应注意,即使以下说明书中引用的示例针对的是X射线光学元件,本专利技术的目标也适用于XUV射线光学元件。表述“光学元件”和“光学器件”在现有技术中均为已知的。X射线的高性能聚焦需要实现具有微尺度或纳米级特征、微米级孔径和高纵横比的非常具有挑战性的三维(3D)几何形状。一种特别困难的结构是期望的波带片的轮廓,称为开诺全息照片(kinoform),其根据现有技术被制造为非期望的近似图案,但其仍然需要复杂的多步骤的制造工艺。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种3D制造X射线光学元件的新理念,使得特别是高性能开诺全息照片能被迅速制造具有前所未有的高纵横比。而且,对各种光学元件或X射线光学元件的片内集成化提出扩展概念。该目的的实现是通过用于打印微尺度或纳米级XUV和/或X射线衍射光学元件的方法,方法包括以下步骤:a)提供具有感光的并且通过双光子吸收可聚合的第一成分的材料;b)提供光学元件的期望的几何结构的数据,并且对应于光学元件的期望的结构的上述数据建立至少一个轨迹;c)提供高强度能量束,特别是激光束,其中束具有焦点,上述焦点的位置能被调节到符合上述至少一个轨迹的多个位置;d)材 ...
【技术保护点】
1.用于打印微尺度或纳米级XUV和/或X射线衍射光学元件(1)的方法,/n包括以下步骤:/na)提供具有感光的并且通过双光子吸收可聚合的第一成分(2a)的材料(2);/nb)提供所述光学元件(1)的期望的几何结构(4)的数据(3),并且对应于所述光学元件(1)的期望的结构(4)的所述数据(3)建立至少一个轨迹(8);/nc)提供第一高强度能量束(5),特别是激光束,其中所述束(5)包括焦点(F),所述焦点(F)的位置能被调节到符合所述至少一个轨迹(8)的多个位置(F1,F2,…,F8);/nd)所述材料(2)在所述焦点(F)的第一位置(F1)通过双光子吸收聚合,从而创建所述光学元件(1)的所述结构(4)的第一体素(V1);/ne)调节所述焦点(F)的位置沿着所述至少一个轨迹(8)从所述焦点(F)的所述第一位置(F1)到随后位置(F2),并且在所述焦点(F)的所述随后位置(F2)处重复步骤d),/n其中所述焦点(F)的位置(F1,F2,…,Fp)中的每一个和所述焦点(F)的位置(F1,F2,…,Fp)中其余的至少一个之间的距离(d),就他们平行于所述距离(d)的维度而言,小于在这些位置生 ...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180309 EP 18161035.3;20180709 EP 18182355.01.用于打印微尺度或纳米级XUV和/或X射线衍射光学元件(1)的方法,
包括以下步骤:
a)提供具有感光的并且通过双光子吸收可聚合的第一成分(2a)的材料(2);
b)提供所述光学元件(1)的期望的几何结构(4)的数据(3),并且对应于所述光学元件(1)的期望的结构(4)的所述数据(3)建立至少一个轨迹(8);
c)提供第一高强度能量束(5),特别是激光束,其中所述束(5)包括焦点(F),所述焦点(F)的位置能被调节到符合所述至少一个轨迹(8)的多个位置(F1,F2,…,F8);
d)所述材料(2)在所述焦点(F)的第一位置(F1)通过双光子吸收聚合,从而创建所述光学元件(1)的所述结构(4)的第一体素(V1);
e)调节所述焦点(F)的位置沿着所述至少一个轨迹(8)从所述焦点(F)的所述第一位置(F1)到随后位置(F2),并且在所述焦点(F)的所述随后位置(F2)处重复步骤d),
其中所述焦点(F)的位置(F1,F2,…,Fp)中的每一个和所述焦点(F)的位置(F1,F2,…,Fp)中其余的至少一个之间的距离(d),就他们平行于所述距离(d)的维度而言,小于在这些位置生成的体素(V1,V2;V1,V6;V2,V3;V2,V5;V3,V4;V4,V5;V4,V8;V5,V6;V6,V7)的平均直径(vd)。
2.如权利要求1所述的方法,
其中提供有至少一个另一高强度能量束(5’),其中所述第一高强度能量束(5)和所述至少一个另一高强度能量束(5’)在所述材料(2)内的相交体积中彼此相交,其中在所述相交体积中,由所述第一高强度能量束(5)和所述至少一个另一高强度能量束(5’)提供的能量的总和超过通过双光子吸收引发聚合所需要的阈值。
3.如权利要求1或2所述的方法,
其中所述焦点(F)的所述位置被连续地调节直到所述焦点(F)的最后位置(F8),从而建立所述光学元件(1)的所述结构(4)的多个体素(V1,…,V8)。
4.如权利要求1-3中任一项所述的方法,
其中所述材料(2)包括具有比所述第一成分(2a)更高电子密度的第二成分(2b),其中所述第二成分(2b)优选地为金属盐和/或包括纳米粒子。
5.如权利要求1-4中任一项所述的方法,
其中所述光学元件(1)的所述几何结构(4)被描述为具有笛卡尔坐标(x,y,z)或极坐标
其中所述多个体素是在多个连续步骤中创建,
其中在所述连续步骤的每一个中,所述束(5)的所述焦点(F)的所述位置在整个步骤中包括就所述坐标中的第一个(z;t)而言的常数值。
6.如权利要求5所述的方法,
其中所述连续步骤的每一个被分成多个连续的步骤部分,
其中在所述步骤部分的每一个中,所述束(5)的所述焦点(F)的所述位置在整个步骤部分中包括就所述坐标中的第二个(x;r)而言的常数值。
7.如前述权利要求中任一项所述的方法,
其中所述光学元件(1)为单个光学元件,选自包括以下的群组:具有圆柱形、球形、抛物线形、椭圆形、消色差或全息几何形状的开诺全息照片、波带片、透镜或纳米聚焦透镜,波阵面整形元件,例如波前整形板,像差校正器,波前校正器,消色差元件,相位板光学元件或自由形式的光学元件,或者所述光学元件(1)是这些单个光学元件中的任意多于一个的堆叠或阵列...
【专利技术属性】
技术研发人员:乌穆特·腾卡·桑利,哈坎·塞兰,梅廷·斯蒂,吉泽拉·许茨,卡拉曼·凯斯金博拉,
申请(专利权)人:马克斯普朗克科学促进学会,
类型:发明
国别省市:德国;DE
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