高温プラズマの分光診断のための軟X線用多層膜回折格子の開発

开发用于高温等离子体光谱诊断的软X射线多层衍射光栅

• 批准号: 05680399
• 负责人: 石黒 英治
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Osaka City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05680399/
• 关键词: 微細加工; 回折格子; X線光学素子; X線多層膜

真空紫外及び軟X線領域に適用できる多層膜回折格子を製作を行い、その特性を測定した。製作方法は次のようである。まず、超精密研磨したSiO_2基板にホログラフィク露光法により矩形波状の溝をエッチングする。これによりラミナー型の回折格子を製作した。溝本数は1200/mmで、軟X線用であるから溝深さh=100Åの浅いものを製作した。これに超高真空電子ビーム法により白金/炭素のペアー(膜圧d=50Å)を10層蒸発した。このようにして多層膜面に基板の回折格子の溝形状を反映した。反射率の測定は放射光を用いて行った。光エネルギーEは1.2keVから2.8keVであった。ブラック領域における回折光の+及び-1次光の最大反射率(その時の入射角)は次のとおりである。E=1.2keVで1.8%(84.3°)、E=1.7keVで2.1%(85.7°)、E=2keVで1.3%(86.7°)、及びE=2.8keVで1.5%(87.8°)であった。これより多層膜のない通常の回折格子では反射がほとんどない入射角で、さらに極端な斜入射が必要な全反射域のそれらと同じ程度の反射が得られた。多層膜回折格子に対するマックスウェルの式による解から反射率を求めるため、従来の理論を改良して計算を行った。この結果多層膜の膜圧と刻線溝の深さに適当な関係をもたせれば、溝上面と下面からの回折光の干渉により大きな反射率が得られることが分かった。例えば、Pt/Cで2d=100Å,N=20でh=120ÅではE=1.2keVで-1次光で25%となる。以上の研究結果より、多層膜回折格子は軟X線領域での新しい分光素子として反射率、分解能、耐熱性などから大いに期待できるとの結論を得た。

Vacuum ultraviolet and soft X-ray び field に applicable で き を inflexion る multi-layers grid production line を い, そ の を determined し た. Production method: ようである subよ うである. Youdaoplaceholder0, ultra-precision grinding of たSiO_2 substrate にホログラフィ, <s:1> exposure method によ <s:1> rectangular wavy <s:1> groove をエッチ グする グする グする. The <s:1> folding grid を is made in the form of ナ れによ ラ ラ ナ ナ. The number of grooves is で 1200/mmで, and soft X-rays are made with である である ら ら, groove depth さh= 100A, and <s:1> shallow で を を を た た. <s:1> れに ultra-high vacuum electronic ビ ム ム ム method によ <s:1> platinum/carbon <s:1> ペア ペア (membrane pressure d= 50A)を 10-layer evaporation process た. The shape of the <s:1> folded lattice <e:1> grooves on the multi-layer film surface に substrate を reflects た た. The reflectance <s:1> is determined by measuring the <s:1> emitted light を and using the を て line for った. Light エネ ギ ギ ギ E ギ 1.2keV ら ら2.8keVであった. Youdaoplaceholder0 the における reflected light <s:1> + and び-1 secondary light <s:1> maximum reflectance (そ <s:1> time <s:1> incident Angle) ブラッ secondary <s:1> とお とお である である in the ブラッ derivative field. E = 1.2 keV で 1.8% (84.3 °), E = 1.7 keV で 2.1% (85.7 °), E = 2 keV で 1.3% (86.7 °), and び E = 2.8 keV で 1.5% (87.8 °) で あ っ た. こ れ よ り multilayer の な い usually の inflexion grid で は reflection が ほ と ん ど な い incidence Angle で, さ ら に extreme な oblique incidence が necessary な total reflection domain の そ れ ら と degree with じ の reflection が must ら れ た. Multilayer inflexion grid に す seaborne る マ ッ ク ス ウ ェ ル の type に よ る solution か ら reflectivity を o め る た め, 従 を の theory improved し て count を っ た. こ の results multilayer film の film 圧 と deep groove groove の さ に appropriate な masato is を も た せ れ ば, ditch above と under か ら の back refraction の dry involved に よ り big き な reflectivity が must ら れ る こ と が points か っ た. Example え ば, Pt/C で 2 d = 100 a, N = 20 で h = 120 a で は E = 1.2 keV で - one light で 25% と な る. Above の results よ り, は soft X-ray multilayer membrane inflexion grid domain で の new し い spectral element child と し て reflectance, can decompose, heat resistant な ど か ら big い に expect で き る と の conclusion を た.

项目成果

石黒英治: "X線分光・集光用光学素子-多層膜回折格子-" 「X線光学系の設計と評価」ワークショップ資料集 H4年度文部省科研費重点領域研究「X線結像光学」. 24. 40-54 (1993)

石黑英二：《X射线光谱学和聚焦用光学元件-多层衍射光栅-》《X射线光学系统的设计与评估》研讨会资料集2017财年文部科学省资助优先领域研究“X 射线成像光学”24. 40-54 (1993)。

石黒英治: "SoftX-ray Spae and Time Resolving Polychromator:Reflectivies of Laminor and Multilayer Gratings" Annual Report of National Institute for Fusion Suine. 70-70 (1993)

Eiji Ishiguro：“SoftX 射线空间和时间分辨多色仪：层状和多层光栅的反射”国家融合研究所年度报告 70-70 (1993)。

石黒英治: "軟X線領域における多層膜回折格子の回折効率" 第41回応用物理講演予稿集. (予定). 30PZN10 (1994)

Eiji Ishiguro：“软 X 射线区域中多层衍射光栅的衍射效率”第 41 届应用物理讲座论文集（暂定）30PZN10（1994 年）。