一种用于X射线与软X射线波段的滤片及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种用于X射线与软X射线能段的滤片及其制备方法，属于光学元件技术领域。本发明专利技术中含有Sc层的滤片透射率在K吸收边0.276nm(E＝4500eV)和L吸收边2.48nm(E＝500eV)前后有非常明显的对比。由于B的吸收边在190eV，本发明专利技术提供的滤片在0.276nm～0.31nm(4000～4500eV)和2.48nm～6.53nm(190～500eV)范围内可以有效地对高次谐波进行抑制。本发明专利技术提供的滤片的制备方法，本发明专利技术先刻蚀硅片再镀膜，得到的滤片的品质高，无砂眼现象。实施例的数据表明，本发明专利技术制得的Sc/B4C滤片或自支撑Sc/B4C滤片(含有聚酰亚胺膜)，均观察不到砂眼。砂眼。

【技术实现步骤摘要】
一种用于X射线与软X射线波段的滤片及其制备方法


[0001]本专利技术涉及光学元件
，尤其涉及一种用于X射线与软X射线波段的滤片及其制备方法。

技术介绍

[0002]X射线与软X射线波段覆盖了大部分元素的共振线，且波长短、穿透性强，可以实现无损伤测量，因此该波段是生物、医学、材料、物理与化学等研究领域重要的研究工具。随着高亮度同步辐射光源的迅速发展，各国科学家对材料在该波段光学性能的表征研究兴趣日益强烈。由于同步辐射产生的连续光谱在通过单色器后总是不可避免的掺有基波λ的高级次谐波λ
n
＝λ/n，从而影响测试结果，因此常用滤片来消除高次谐波。滤片的基本原理是利用材料在吸收边前后透射率的变化来选择通过的波段，从而达到滤波的效果。
[0003]现有技术中，如德国的Muller等用透射光栅研究了超环面光栅单色器(TGM)在VUV短波段的高次谐波成分，分析了能量在337MeV时波长范围在5～45nm波段的高次谐波分布，并研究了能量在756MeV时该波段添加Be(100nm)和Al(200nm)滤片后的高次谐波分布，添加滤片以后高次谐波小于10％；美国的利弗莫尔实验室为了抑制高次谐波，采用了掠入射的三镜反射和Be膜相结合的方法，利用全反射角处的反射来达到消除高次谐波；日本日立公司利用Photo Factory的BL28A设计了八棱柱型双镜反射高次谐波抑制装置，该装置共有八对反射镜组组成，每一对都由截止频率不同的低通滤波器组成，覆盖80～1600MeV的能量范围，用于抑制掠入射光栅单色器射出的软X射线的高次谐波。上述各种方法是针对各实验站不同的光束线站结构而采取的实验方法，需要改动光束线和实验站的结构，存在操作复杂、成本高的问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种用于X射线与软X射线波段的滤片。本专利技术提供的滤片可以有效提高对高能谐次波的透射性能。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种用于X射线与软X射线波段的滤片，包括依次交替层叠设置的Sc层和B4C层。
[0007]优选地，所述交替层叠的周期数为10～30次。
[0008]优选地，每层Sc层的厚度为200～300nm，每层B4C层的厚度为20～40nm。
[0009]优选地，所述滤片还包括自支撑膜。
[0010]优选地，所述自支撑膜为聚酰亚胺膜。
[0011]优选地，所述自支撑膜的厚度为1.7
±
0.5μm。
[0012]本专利技术还提供了上述技术方案所述的滤片的制备方法，包括以下步骤：
[0013]采用热蒸发法在硅片抛光面上沉积聚酰亚胺膜，然后将所述硅片的非抛光面刻蚀，露出所述聚酰亚胺膜，再用磁控溅射法在所述露出的聚酰亚胺膜表面依次进行Sc层和
B4C层的镀膜，得到所述滤片。
[0014]本专利技术还提供了上述技术方案所述的滤片的制备方法，包括以下步骤：
[0015]采用热蒸发法在硅片抛光面上沉积聚酰亚胺膜，然后用磁控溅射法在所述聚酰亚胺膜表面依次进行Sc层和B4C层的磁控溅射镀膜，得到所述滤片。
[0016]优选地，所述磁控溅射镀膜使用Sc靶和B4C靶，所述Sc靶的溅射功率为60W，所述B4C靶的溅射功率为120W。
[0017]优选地，所述磁控溅射镀膜的溅射气压为0.1～0.5Pa。
[0018]本专利技术提供了一种用于X射线与软X射线波段的滤片(Sc/B4C)，包括依次交替层叠设置的Sc层和B4C层。本专利技术中，含有Sc层的滤片透射率在吸收边前后有非常明显的对比，B4C层的作用：其一，保护层，B4C层是致密的陶瓷材料，极其稳定，保护其下的Sc层；其二，平衡应力；其三，过滤180eV附近能段的软X射线。本专利技术中，含有Sc层的滤片透射率在K吸收边0.276nm(E＝4500eV)和L吸收边2.48nm(E＝500eV)前后有非常明显的对比。由于B的吸收边在190eV，本专利技术提供的滤片在0.276nm～0.31nm(4000～4500eV)和2.48nm～6.53nm(190～500eV)范围内可以有效地对高次谐波进行抑制。
[0019]进一步地，本专利技术提供的滤片还包括聚酰亚胺膜(PI膜)，聚酰亚胺膜作为自支撑膜能够提高滤片的强度，进而能够获得透射率高、机械性能好、抗振能力强的滤片。
[0020]本专利技术还提供了所述的滤片的制备方法，包括以下步骤：采用热蒸发法在硅片抛光面上沉积聚酰亚胺膜，然后将所述硅片的非抛光面刻蚀，露出所述聚酰亚胺膜，再用磁控溅射法在所述露出的聚酰亚胺膜表面依次进行Sc层和B4C层的镀膜，得到所述滤片或者采用热蒸发法在硅片抛光面上沉积聚酰亚胺膜，然后用磁控溅射法在所述聚酰亚胺膜表面依次进行Sc层和B4C层的磁控溅射镀膜，得到所述滤片。
[0021]本专利技术先刻蚀硅片再镀膜，得到的滤片的品质高，无砂眼现象。实施例的数据表明，本专利技术制得的Sc/B4C滤片或自支撑Sc/B4C滤片(含有聚酰亚胺膜)，均观察不到砂眼。
附图说明
[0022]图1为实施例1不同溅射气压下Sc/B4C多层膜的曲率及应力变化趋势图；
[0023]图2为实施例1制得的滤片的透过率曲线；
[0024]图3为实施例1不同测控溅射周期下PI/(Sc/B4C)滤片的实物图，其中(a)为典型破损样品，(b)为无无破损样品；
[0025]图4为实施例2中滤片的砂眼检测图，其中1为PI/(Sc/B4C)滤片、2为未镀Sc/B4C、3为Sc/B4C；
[0026]图5为实施例3中复合滤片测试和理论计算曲线。
具体实施方式
[0027]本专利技术提供了一种用于X射线与软X射线波段的滤片，包括依次交替层叠设置的Sc层和B4C层。
[0028]在本专利技术中，所述交替层叠的周期数优选为10～30次，更优选为20次。
[0029]在本专利技术中，每层Sc层的厚度优选为200～300nm，更优选为240nm，每层B4C层的厚度优选为20～40nm，更优选为36nm。
[0030]在本专利技术中，所述滤片优选还包括自支撑膜，所述自支撑膜优选为聚酰亚胺膜。
[0031]在本专利技术中，所述自支撑膜的厚度优选为1.7
±
0.5μm。
[0032]本专利技术还提供了上述技术方案所述的滤片的制备方法，包括以下步骤：
[0033]采用热蒸发法在硅片抛光面上沉积聚酰亚胺膜，然后将所述硅片的非抛光面刻蚀，露出所述聚酰亚胺膜，再用磁控溅射法在所述露出的聚酰亚胺膜表面依次进行Sc层和B4C层的镀膜，得到所述滤片。
[0034]在本专利技术中，所述磁控溅射镀膜优选使用Sc靶和B4C靶，所述Sc靶的溅射功率优选为60W，所述B4C靶的溅射功率优选为120W。
[0035]在本专利技术中，所述磁控溅射镀膜的溅射气压优选为0.1～0.5Pa，更优选为0.3～0.4Pa。
[0036]在本专利技术中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于X射线与软X射线波段的滤片，其特征在于，包括依次交替层叠设置的Sc层和B4C层。2.根据权利要求1所述的滤片，其特征在于，所述交替层叠的周期数为10～30次。3.根据权利要求2所述的滤片，其特征在于，每层Sc层的厚度为200～300nm，每层B4C层的厚度为20～40nm。4.根据权利要求1所述的滤片，其特征在于，所述滤片还包括自支撑膜。5.根据权利要求4所述的滤片，其特征在于，所述自支撑膜为聚酰亚胺膜。6.根据权利要求4或5所述的滤片，其特征在于，所述自支撑膜的厚度为1.7
±
0.5μm。7.权利要求1～6任一项所述的滤片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：采用热蒸发法在硅片抛光面...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈溢祺，朱忆雪，张秀霞，金宇，朱东风，朱运平，金长利，
申请(专利权)人：苏州闻道电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：