【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于短波长光学器件，涉及一种薄膜分束镜及其制备方法。
技术介绍
1、分束镜是一种重要的光学元件，从可见光到紫外、极紫外乃至软x射线波段都有应用。其中，软x射线波段分束镜的一项重要应用，是通过激光干涉法对惯性约束聚变的高温等离子体电子密度的空间分布进行直接测量。
2、传统的分束镜制造过程主要分为作为透射膜基底层的透射膜的制备以及基底层上反射膜的制备两个步骤。常见的透射膜基底层的材质为si3n4。一般采用化学气相沉积法(cvd)在si基底表面进行一定厚度的生长，并进一步通过刻蚀si的方式来获得si3n4透射膜基底层，之后再将基底层放入镀膜设备中进行反射膜的制备。这种采用两种方法分别制备基底层和反射膜的制程，对于精密光学元器件制造来说是较为繁琐的工艺。此外，为了制备在不同入射角具有精准的分光比的分束镜，需要对透射膜的厚度与反射膜的重复周期有准确的控制，尤其是对透射膜在亚纳米级精度的厚度控制。然而，传统的si3n4透射膜基底层的制备工艺，其先后经过cvd生长和si刻蚀两个步骤，两者间的相互作用与影响，致使其最终很难实现对透射膜厚度亚纳米级精度的控制，这将导致无法精准控制分束镜的光学性能。此外，对于特定应用场景下要求具备极薄透射膜基底层的一类分束镜，由于极薄的si3n4薄膜受其应力和强度所限难以在一定尺寸面积下实现自支撑，这为此类分束镜的制备工艺带来巨大挑战。
3、因此，本领域需要一种简便且能精准控制透射膜基底层厚度的薄膜分束镜的制备方法。
技术实现思路
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2、具体而言，本专利技术的一个方面提供一种薄膜分束镜，所述薄膜分束镜包括透射膜基底层和位于所述透射膜基底层上的反射膜，所述反射膜包括一个周期性x/y层或多个层叠设置的周期性x/y层，所述周期性x/y层包括层叠设置的一层x层和一层y层。
3、在一个或多个实施方案中，所述透射膜基底层的材质与所述y层的材质相同。
4、在一个或多个实施方案中，所述透射膜基底层、所述x层和所述y层的制备方式和所用的设备完全一致。
5、在一个或多个实施方案中，所述透射膜基底层的厚度为10～1200nm，优选为10～300nm。
6、在一个或多个实施方案中，所述周期性x/y层的厚度为2～20nm，优选为1～5nm。
7、在一个或多个实施方案中，所述x层的厚度为1～10nm，优选为1～5nm。
8、在一个或多个实施方案中，所述y层的厚度为1～10nm，优选为2～8nm。
9、在一个或多个实施方案中，所述反射膜包含1～100个、优选5～80个所述周期性x/y层。
10、在一个或多个实施方案中，所述透射膜基底层为si基底层、si3n4基底层、b基底层、c基底层或b4c基底层，即所述透射膜基底层的材质为si、si3n4、b、c或b4c。
11、在一个或多个实施方案中，所述x层的材质中元素的原子序数＞所述y层的材质中元素的原子序数。
12、在一个或多个实施方案中，所述x层为mo层、sc层、ru层或w层，所述y层为si层，即所述x层的材质为mo、sc、ru或w，所述y层的材质为si。
13、在一个或多个实施方案中，所述x层为la层、w层或pt层，所述y层为b4c层，即所述x层的材质为la、w或pt，所述y层的材质为b4c。
14、在一个或多个实施方案中，所述x层为cr层、w层或pt层，所述y层为c层，即所述x层的材质为cr、w或pt，所述y层的材质为c。
15、在一个或多个实施方案中，所述x层为mo层或la层，所述y层为b层，即所述x层的材质为mo或la，所述y层的材质为b。
16、在一个或多个实施方案中，所述x层为mo层或ru层，所述y层为si3n4层，即所述x层的材质为mo或ru，所述y层的材质为si3n4。
17、在一个或多个实施方案中，所述x为mo层，所述y层为si层或si3n4层。
18、在一个或多个实施方案中，所述x为mo层，所述y层为si层。
19、在一个或多个实施方案中，所述x层为la层，所述y层为b层或b4c层。
20、在一个或多个实施方案中，所述x层为cr层，所述y层为c层。
21、在一个或多个实施方案中，所述透射膜基底层为si基底层，所述x层为mo层、sc层、ru层或w层，所述y层为si层。
22、在一个或多个实施方案中，所述透射膜基底层为b4c基底层，所述x层为la层、w层或pt层，所述y层为b4c层。
23、在一个或多个实施方案中，所述透射膜基底层为c基底层，所述x层为cr层、w层或pt层，所述y层为c层。
24、在一个或多个实施方案中，所述透射膜基底层为b基底层，所述x层为mo层或la层，所述y层为b层。
25、在一个或多个实施方案中，所述透射膜基底层为si3n4基底层，所述x层为mo层或ru层，所述y层为si3n4层。
26、在一个或多个实施方案中，所述透射膜基底层为si基底层，所述x层为mo层，所述y层为si层。
27、在一个或多个实施方案中，所述透射膜基底层为b基底层，所述x层为mo层，所述y层为b层。
28、在一个或多个实施方案中，所述透射膜基底层为b基底层，所述x层为la层，所述y层为b层。
29、在一个或多个实施方案中，所述透射膜基底层为b4c基底层，所述x层为la层，所述y层为b4c层。
30、在一个或多个实施方案中，所述透射膜基底层为c基底层，所述x层为cr层，所述y层为c层。
31、本专利技术的另一个方面提供一种制备本文任一实施方案所述的薄膜分束镜的方法，所述方法包括以下步骤：
32、(1)在可溶性衬底上采用溅射镀膜的方式制备所述透射膜基底层；
33、(2)在所述透射膜基底层上采用溅射镀膜的方式依次制备x层和y层，可选地重复依次制备x层和y层的过程，形成所述反射膜，得到负载在可溶性衬底上的薄膜分束镜。
34、在一个或多个实施方案中，所述可溶性衬底为nacl衬底、kcl衬底、ki衬底、csi衬底、bacl2衬底或bai2衬底，即所述可溶性衬底的材质为nacl、kcl、ki、csi、bacl2或bai2。
35、在一个或多个实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种薄膜分束镜，其特征在于，所述薄膜分束镜包括透射膜基底层和位于所述透射膜基底层上的反射膜，所述反射膜包括一个周期性X/Y层或多个层叠设置的周期性X/Y层，所述周期性X/Y层包括层叠设置的一层X层和一层Y层。
2.如权利要求1所述的薄膜分束镜，其特征在于，所述薄膜分束镜具有以下一项或多项特征：
3.如权利要求1所述的薄膜分束镜，其特征在于，所述X层和Y层满足：
4.一种制备权利要求1-3中任一项所述的薄膜分束镜的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述可溶性衬底为NaCl衬底、KCl衬底、KI衬底、CsI衬底、BaCl2衬底或BaI2衬底。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述溅射镀膜为磁控溅射或离子束溅射。
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)中，采用溅射镀膜设备进行溅射镀膜，将可溶性衬底、透射膜基底层材料的靶材、X层材料的靶材和Y层材料的靶材放入溅射镀膜设备的真空镀膜腔室中，设置本底真空度≤6×10-5Pa，设置溅射功率密
8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)包括以下步骤：
10.采用权利要求4-9中任一项所述的方法制备得到的薄膜分束镜。
...【技术特征摘要】
1.一种薄膜分束镜，其特征在于，所述薄膜分束镜包括透射膜基底层和位于所述透射膜基底层上的反射膜，所述反射膜包括一个周期性x/y层或多个层叠设置的周期性x/y层，所述周期性x/y层包括层叠设置的一层x层和一层y层。
2.如权利要求1所述的薄膜分束镜，其特征在于，所述薄膜分束镜具有以下一项或多项特征：
3.如权利要求1所述的薄膜分束镜，其特征在于，所述x层和y层满足：
4.一种制备权利要求1-3中任一项所述的薄膜分束镜的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述可溶性衬底为nacl衬底、kcl衬底、ki衬底、csi衬底、bacl2衬底或bai2衬底。
6.如权利要求4所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：李笑然，赵娇玲，李丰华，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：
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