【技术实现步骤摘要】
用于中子聚焦的辐射状光学系统及其制备方法
[0001]本专利技术涉及微孔光学元件
,具体而言涉及一种用于中子聚焦的辐射状光学系统及其制备方法
技术介绍
[0002]中子的波长和凝聚态物质的原子及分子之间间距在同一个数量级,能量与原子分子的热运动能量相当,可以利用冷热中子这种特性和独特优势开展物质在特殊环境的中子散射研究,从原子层面准确获取物质结构和微观特性信息。
[0003]在中子检测技术中,入射到被测样品表面的中子强度是一个很重要的物理量,高的中子强度可以极大的缩短测量时间,提高测量精度和时间分辨率。尤其在大分子生物学中,由于样品尺寸往往是毫米量级,造成入射到样品表面的中子强度很小,很难获得清晰的中子衍射图像。基于上述现象,在中子实验中需提高入射到样品表面的中子强度。目前提高中子强度主要有两种方法,一个是采用建立高亮度中子源,另一种是制造聚焦高中子通量的光学元件。建立高亮度中子源是投资量很大的一项工程,同时高亮度中子源的使用过程中其中子束流也存在需进行准直聚焦的用途,将高通量的中子束流聚焦到更小尺寸,以提高其束流增益,提升其检测精度。
[0004]对于中子聚焦来说,结合中子是中性粒子、各项同性的特点,研制其光学器件具有一定挑战性。目前对中子进行聚焦主要基于三种原理:折射、衍射、反射。目前国际通用主要采用中子导管、中子超镜进行中子传导及聚焦。
[0005]中子超镜技术是基于一种膜层技术进行中子全反射聚焦传导的,在基底表面镍元素膜层以实现提升全反射临界角及反射效率,该类光学器件应用广泛。但 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于中子聚焦的辐射状光学元件的制备方法,其特征在于,包括:步骤1、基于微孔制造技术制备扇形辐射状微孔光学元件;步骤2、将辐射状微孔光学元件进行膜层镀制;步骤3、将镀膜后的扇形辐射状微孔光学元件组装成聚焦系统。2.根据权利要求1所述的用于中子聚焦的辐射状光学元件的制备方法,其特征在于,所述步骤2中的膜层镀制包括:镀制两种元素A、B,依次叠加形成非周期厚度的ABAB
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AB膜层结构,膜层总层数大于等于10层。3.根据权利要求2所述的用于中子聚焦的辐射状光学元件的制备方法,其特征在于,所述元素A为Ti,元素B为Cu,形成TiCuTiCu
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TiCu膜层结构,膜层总层数为10层。4.根据权利要求2所述的用于中子聚焦的辐射状光学元件的制备方法,其特征在于,所述TiCuTiCu
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TiCu膜层结构中,每一层Ti膜的厚度在10
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20nm,每一层Cu膜的厚度为60
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100nm。5.根据权利要求2所述的用于中子聚焦的辐射状光学元件的制备方法,其特征在于,所述步骤2中,采用原子沉积技术进行层镀制,具体工艺包括:Ti膜层镀制具体步骤为:以原子沉积技术进行镀制,前驱体为Ticl4、水和氢气,工艺反应腔体真空度为10Pa;反应前的前驱体源瓶加热温度200℃,管路加热温度270℃;先充入Ticl4沉积在扇形辐射状微孔光学元件基体上,同时采用氩气对多余前驱体进行清扫;随后氢气以气态方式并以一定脉冲频率充入反应腔体带走气态的反应物;最后水吹入用于与钛进行原位还原反应,得到最终的钛膜;每个循环中Ticl4的时间3s,水3s,氢气2s;在反应过程中,氩气的吹扫时间为每个循环4s;经过每次循环沉积钛元素,共需100
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200个循环;Cu膜层镀制的具体步骤为:采用原子沉积技术进行膜层镀制,Cucl、水和氢气作为前驱体,工艺反应腔体真空度为10Pa;反应前,前驱体源瓶加热温度340℃,管路加热温度375℃;先充入Cucl沉积在钛膜层上,同时采用氩气对多余前驱体进行清扫;随后水以气态方式并以一定脉冲频率充入反应腔体带走气态的反应物;最后氢气吹入用于与铜进行还原反应,得到最终的铜膜;每个循环中Cucl的时间4s,水3s,氢气4s;在反应过程中,氩气的吹扫时间为每个循环4s;经过每次循环沉积铜元素,共需300
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400个循环。6.根据权利要求2所述的用于中子聚焦的辐射状光学元件的制备方法,其特征在于,所述Ti膜以氧化钛形式存在,Cu膜以氧化铜形式...
【专利技术属性】
技术研发人员:姜博文,徐昭,张振,金戈,邱祥彪,黎龙辉,吴超,李玉飞,杨晓明,宋淳,
申请(专利权)人:北方夜视科技南京研究院有限公司,
类型:发明
国别省市:
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