光学薄膜材料极紫外辐射损伤机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11375130
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    102.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A3008.同步辐射与自由电子激光原理与技术
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

With the rapid development of Free-electron-laser (FEL) at the short wavelength regime, the study of the damage mechanism of the ultrashort powerful EUV & X-ray pulses on the optics has become a hot research topic recently. Due to the deficiency of short-wavelength intense light sources, the investigations of the radiation damage on the optical thin-films are rarely explored. For meeting the requirements of developing X-ray FEL in China, this project is planned to setup a wavelength-adjustable EUV micro-focusing light source for radiation damage researches based on the laser plasma source and Schwarzschild focusing system. By using this source, the monolayer films with different materials and different thickness,which are often used in FEL facility, are planned to be investigated at selected wavelengths for determining the damage threshold and the damage mechanism. Concerning the multilayer mirrors used in the FEL facility, it is also planned to study how to improve its damage threshold by adopting different material combinations and by using spacing layers having different materials. With the help of the finite element method, the damage mechanisms for the multilayer optics are planned to be figured out by comparing with the experimental results. The purpose of this project is to provide complemental information in the EUV damage research field. Furthermore, this research has great significance for developing the ability of designing the special beamline and optics in FEL field, as well as the future advanced experiments performed with FEL.
随着短波长自由电子激光技术的发展,超快、超强极紫外和X射线波段自由电子激光对薄膜光学元件辐射损伤问题正成为研究热点。由于高强度短波长光源的缺乏,薄膜材料的极紫外辐射损伤研究开展地极为有限。针对我国计划发展的X射线自由电子激光试验研究,本项目拟结合激光等离子体光源和Schwarzschild微聚焦光学系统,在实验室条件下建立波长可调的高强度极紫外微聚焦源,并利用此光源开展单层膜和多层膜光学元件的极紫外辐射损伤研究。分析不同材料、不同厚度的单层膜在不同入射波长条件下的损伤阈值以及损伤机理。针对自由电子激光实验中所使用的多层膜光学元件,研究不同材料对组合以及间隔层对于提高多层膜抗辐射损伤的能力,结合有限元等方法分析多层膜的损伤机理。本项目的开展将弥补国际上该研究领域的空白,对我国自由电子激光的光束线设计、光学元件的开发,以及将来利用自由电子激光开展科学实验研究都具有十分重要的意义。

结项摘要

我国正在大力发展短波长自由电子激光及其相关技术,其中自由电子激光对光学元件的辐照损伤是影响光源亮度提升以及光源品质的核心问题之一。针对该科学问题,本项目开展了极紫外波段单脉冲辐照损伤薄膜光学元件的实验和理论研究。依托实验室自身力量,课题组成功研发了光、机、电、控一体的高能量密度极紫外辐照损伤测试平台,该平台包括了激光等离子体光源、改进型Schwarzschild物镜、在线监测、真空以及LabVIEW控制系统等。在13.5nm波段,该装置可以产生能量密度高达2.3 J/cm^2的纳秒量级的极紫外光脉冲,可以针对大多数的薄膜光学元件开展EUV波段辐照损伤研究,整个系统的性能达到了国际领先水平。.. 利用该极紫外辐照损伤测试平台,本项目对Au单层膜、Mo/Si周期多层膜、PMMA和CaF2块体等材料开展了辐照损伤研究。对于Au和Mo/Si薄膜,实验发现其损伤机制主要为热熔融损伤,损伤阈值分别为1.37+/-0.12 J/cm^2和1.02+/- 0.9 J/cm^2。PMMA材料的损伤机制为光化学反应,通过测量PMMA损伤坑的形貌我们可以准确获得聚焦光的强度分布信息。对于CaF2材料,实验中发现其损伤阈值为1.39+/-0.13 J/cm^2,虽然该材料的损伤机制也是属于热熔融损伤,但是实验发现其损伤阈值可能与CaF2的晶相有关。.. 基于该损伤测试平台,将来我们可以进一步针对我国自由电子激光用光学元件开展辐照损伤研究,通过实验获得实际的损伤阈值,分析提高和改善光学元件极损伤阈值的方法,为我国自由电子激光的顺利开展提供技术支持。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
High Reflectance Nanoscale V/Sc Multilayer for Soft X-ray Water Window Region.
用于软X射线水窗区域的高反射率纳米级V/Sc多层膜
  • DOI:
    10.1038/s41598-017-13222-5
  • 发表时间:
    2017-10-10
  • 期刊:
    Scientific reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Huang Q;Yi Q;Cao Z;Qi R;Loch RA;Jonnard P;Wu M;Giglia A;Li W;Louis E;Bijkerk F;Zhang Z;Wang Z
  • 通讯作者:
    Wang Z
Correction method for self-absorption effects of fluorescence x-ray absorption near-edge structure on multilayer samples
多层样品荧光X射线吸收近边结构自吸收效应的校正方法
  • DOI:
    10.1088/0031-8949/90/1/015804
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Physica Scripta
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Li Wen-Bin;Yuan Xiao-Feng;Zhu Jing-Tao;Zhu Jie;Wang Zhan-Shan
  • 通讯作者:
    Wang Zhan-Shan
Analytic theory of alternate multilayer gratings operating in single-order regime
单阶交替多层光栅的解析理论
  • DOI:
    10.1364/oe.25.015987
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Optics Express
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Yang Xiaowei;Kozhevnikov Igor V.;Huang Qiushi;Wang Hongchang;H;Matthew;Sawhney Kawal;Wang Zhanshan
  • 通讯作者:
    Wang Zhanshan
紫外激光单脉冲辐照损伤金属薄膜的数值模拟研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    光学仪器
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐海钊;原晓峰;张哲;李文斌
  • 通讯作者:
    李文斌

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其他文献

碳纤维缠绕复合材料储氢气瓶的研制与应用进展
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    --
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    杨小平
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中华细胞与干细胞杂志(电子版)
  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    梁炳生
UFLC-MS/MS法测定急进高原前后大鼠体内左氧氟沙星含量及其药代动力学差异
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王昌;贾正平;李文斌;鹿辉;罗冰峰;刘晶晶;张明霞;王荣
  • 通讯作者:
    王荣
钛-钢复合钢材力学性能及本构模型研究
  • DOI:
    10.6052/j.issn.1000-4750.2018.06.0343
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    工程力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    班慧勇;白日升;刘明;李文斌;白音
  • 通讯作者:
    白音
玉米芯热解催化转化制备呋喃类化合物工艺优化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李文斌;郑云武;李水荣;卢怡;朱泳峰;王继大;郑志锋
  • 通讯作者:
    郑志锋

其他文献

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极紫外光刻多层膜反射镜EUV辐照损伤研究
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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