薄膜反射镜纳秒极紫外辐照损伤

薄膜反射镜纳秒极紫外辐照损伤 Nanosecond extreme ultraviolet radiation damage on thin film mirrors 1 first-author 李文斌（1973-），男，云南弥渡人，博士，教授，博士生导师，2004年于中国科学技术大学获得博士学位，主要从事极紫外-X射线光学薄膜与辐照损伤的研究。E-mail： wbli@tongji.edu.cn http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=37126454&type= http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=37126456&type= http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=37126455&type= 22.01333618 32.00399780 李文斌 （1973-），男，云南弥渡人，博士，教授，博士生导师，2004年于中国科学技术大学获得博士学位，主要从事极紫外-X射线光学薄膜与辐照损伤的研究。E-mail： wbli@tongji.edu.cn wbli@tongji.edu.cn 1 1 1 2 1 1 corresp E-mail： wangzs@tongji.edu.cn E-mail： wangzs@tongji.edu.cn wangzs@tongji.edu.cn 同济大学 物理科学与工程学院 精密光学工程技术研究所，先进微结构材料教育部;重点实验室，上海市数字光学前沿科学研究基地，上海市全光谱高性能光学薄膜器件与 应用专业技术服务平台，上海 200092 同济大学 物理科学与工程学院 精密光学工程技术研究所，先进微结构材料教育部;重点实验室，上海市数字光学前沿科学研究基地，上海市全光谱高性能光学薄膜器件与 应用专业技术服务平台，上海 200092 Institute of Precision Optical Engineering， MOE Key Laboratory of Advanced Micro-Structured Materials， Shanghai Frontiers Science Center of Digital Optics， Shanghai Professional Technical Service Platform for Full-Spectrum and High-Performance Optical Thin Film Devices and Applications， School of Physics Science and Engineering， Tongji University， Shanghai 200092， China Institute of Precision Optical Engineering， MOE Key Laboratory of Advanced Micro-Structured Materials， Shanghai Frontiers Science Center of Digital Optics， Shanghai Professional Technical Service Platform for Full-Spectrum and High-Performance Optical Thin Film Devices and Applications， School of Physics Science and Engineering， Tongji University， Shanghai 200092， China 同济大学 中德工程学院，上海 200092 同济大学 中德工程学院，上海 200092 Sino-German College of Applied Sciences， Tongji University， Shanghai 200092， China Sino-German College of Applied Sciences， Tongji University， Shanghai 200092， China 随着超短超强自由电子激光等光源的应用，极紫外、X射线波段薄膜反射镜的抗辐照性能备受关注。本文介绍了IPOE实验室搭建的纳秒极紫外辐照损伤装置，并对极紫外-X射线自由电子激光常用的B 4 C薄膜反射镜、Au和Ru金属单层膜反射镜、B 4 C/Ru双层膜反射镜以及极紫外光刻用Mo/Si多层膜反射镜开展了辐照损伤测试，获得了不同材料和结构的薄膜反射镜抗损伤性能，结合理论模拟揭示了热熔融、热应力和膜层间扩散反应等损伤机制的作用。 Owing to an increased application of novel light sources such as ultra-short and ultra-intense free electron lasers （FEL）， damage resistance of extreme ultraviolet （EUV） and X-ray thin-film mirrors has attracted wide attention. This paper introduces a nanosecond EUV damage instrument manufactured by the Institute of Precision Optical Engineering （IPOE）. EUV damage tests were conducted on boron carbide （B 4 C） reflective mirrors， gold （Au） and ruthenium （Ru） metal monolayer mirrors， B 4 C/Ru bilayer mirrors commonly used in EUV and X-ray free electron lasers， and molybdenum-silicon （Mo/Si） multilayer mirrors used in EUV lithography. Damage resistances for thin-film mirrors with different optical materials and structures were determined. Combined with theoretical simulations， damage mechanisms such as thermal melting， thermal stress， and interlayer diffusion-reaction were detected. 极紫外 薄膜反射镜 抗损伤性能 损伤机制 extreme ultraviolet thin film mirrors damage resistance damage mechanism 1 引 言 1 20世纪初以来，光学薄膜设计加工能力的提升促进了极紫外（Extreme ultraviolet， EUV）、X射线波段薄膜反射镜在同步辐射、软X射线显微、天文观测、等离子体诊断和极紫外光刻等领域中的应用。新一代自放大自发辐射自由电子激光（Free Electron Laser， FEL）光源的出现为人们提供了超短、超强EUV-X射线激光，可在极端物理条件下研究超强极紫外、X射线与物质的作用过程 ［ 1 1 - 7 7 1-7 ］ 。然而，超短、超强极紫外-X射线FEL极易造成薄膜反射镜的辐照损伤，降低光源的亮度并破坏相干性等品质。此外，随着高功率激光等离子（Laser Produced Plasma， LPP）和EUV-FEL光源应用于极紫外光刻，长时间高强度极紫外光辐照也可能影响光刻机核心元件Mo/Si多层膜反射镜的光学性能。因此，极紫外、X射线波段单层膜和多层膜反射镜的抗辐照性能受到了广泛关注。 目前，国际上主要使用EUV-X射线FEL对常用的光学薄膜材料开展了飞秒激光辐照损伤研究，包括低原子序数光学材料α-C ［ 8 8 - 10 10 8-10 ］ ，SiC ［ 8 8 ， 11 11 ］ ，B 4 C ［ 8 8 ， 11 11 - 12 12 11-12 ］ ，Si ［ 8 8 ， 11 11 - 13 13 11-13 ］ 和SiO 2 ［ 8 8 ， 14 14 ］ 等，以及高原子序数金属材料Ru ［ 12 12 ， 15 15 ］ ，Pt ［ 16 16 ］ ，Au ［ 17 17 ］ 和Rh ［ 18 18 ］ 等。研究发现了热熔融相变 ［ 8 8 ， 13 13 - 14 14 13-14 ， 16 16 - 18 18 16-18 ］ 、热应力损伤 ［ 8 8 ， 11 11 - 12 12 11-12 ， 15 15 ］ 、FEL辐照超快相变 ［ 8 8 - 10 10 8-10 ］ 等损伤机制。此外，理论和实验研究发现，X射线光电离产生的较高动能次级电子的碰撞散射与逃逸过程会影响薄膜反射镜的抗损性能 ［ 12 12 ， 18 18 - 21 21 18-21 ］ 。除飞秒FEL损伤研究之外，Ishino等使用13.9 nm皮秒激光（Soft X-ray Laser， SXRL）对Au，Al，Cu，SiO 2 等材料开展了辐照实验 ［ 22 22 - 24 24 22-24 ］ ，发现皮秒极紫外激光辐照Au，Al和Cu材料存在热机械应力，SiO 2 玻璃基板的层裂损伤中还存在Si—O化学键断裂，并且SiO 2 的皮秒和飞秒极紫外激光损伤阈值几乎相同。Barkusky等采用高峰值功率LPP光源对Au，SiO 2 ，Si，Mo/Si等薄膜反射镜开展了纳秒极紫外辐照损伤研究 ［ 25 25 - 26 26 25-26 ］ ，发现Au膜的损伤阈值随膜厚增加而增大的规律；Si和SiO 2 基板的损伤阈值分别为4.1~5 J/cm 2 和3.22 J/cm 2 ；Mo/Si多层膜存在点状缺陷和坑状损伤两种情况，对应的损伤阈值分别为0.8和1.7 J/cm 2 。 近几年，我国已经建成上海软X射线FEL实验装置SXFEL，硬X射线FEL装置SHINE正在建设中。然而，国内在极紫外、X射线波段光学元件的辐照损伤研究非常有限。同济大学IPOE实验室自建了一台13.5 nm极紫外辐照损伤装置，并针对常用的极紫外、X射线薄膜反射镜开展了纳秒EUV损伤研究 ［ 27 27 - 32 32 27-32 ］ 。本文以B 4 C，Ru，Au和Mo/Si等薄膜材料为例阐述薄膜反射镜的抗EUV辐照性能和损伤机制。 2 极紫外辐照损伤实验装置 1 13.5 nm纳秒极紫外辐照损伤装置如 图1 图1 所示 ［ 27 27 ］ 。该装置利用LPP光源辐射出纳秒极紫外光，经大数值孔径Schwarzschild物镜收集13.5 nm极紫外光并实现微聚焦，产生高能量密度极紫外聚焦光辐照样品表面发生损伤。该装置主要由LPP光源、改进型Schwarzschild物镜与在线监测部件、极紫外能量衰减等部分组成。 2.1　激光等离子体光源 2 如 图1 图1 所示，本装置使用Nd∶YAG激光（Quanta-Ray Pro 290，Spectra-Physics）输出脉宽8.8 ns、波长1 064 nm、单脉冲能量为1.4 J的红外激光，经平面反射镜进入真空腔，再经平凸透镜聚焦于旋转Cu靶表面产生激光等离子光源。本装置使用小孔成像方法在线观测LPP光源的光斑形貌，LPP光源与EUV-CCD 之间放置直径为15 μm的针孔，EUV-CCD前使用Zr片用于滤除可见光和红外激光。 图1 图1 左上角为LPP光源的光斑形貌，近似为64 μm×45 μm（FWHM）的高斯峰形。 2.2　改进型Schwarzschild物镜与在线监测部件 2 实验使用改进型Schwarzschild物镜收集13.5 nm极紫外光并实现微聚焦。该物镜由同轴环形球面主镜和副镜构成，物像距为560 mm。为提高极紫外聚焦光的收集效率，物镜设计为0.44大数值孔径，放大倍率为1/11。近正入射反射的主镜和副镜表面均镀有工作波长13.5 nm的Mo/Si多层膜，在工作角度范围内多层膜反射镜的反射率优于63%。为滤除可见和红外光，在LPP光源与物镜之间放置厚200 nm的锆滤光片，其在13.5 nm波长的透过率为0.43。实验样品放置在 XYZ 三维位移台上，位移精度为50 nm。为在线监测样品，在Schwarzschild物镜前方放置一平面反射镜，该反射镜与光轴的夹角为45°且受直线导入器控制可移入或移出光路。实验中，使用辅助光照明样品表面，再利用物镜反向放大成像并通过平面反射镜偏转出真空腔体，最后成像在可见光CDD实现在线观测样品的损伤情况。 2.3　极紫外脉冲光能量衰减调控方法 2 根据ISO21254国际标准，样品损伤阈值测试需要调控入射极紫外光的能量密度。传统方法是调节Nd∶YAG激光束能量来调控EUV聚焦光的能量密度 ［ 33 33 ］ ，然而该方法可能会改变LPP光源和EUV聚焦光斑的形貌从而影响测试可靠性。为保证EUV聚焦光形貌等参数不变，这里在真空腔体内充入He或N 2 气体吸收并衰减EUV脉冲光的能量，通过改变气体压强调控极紫外聚焦光的能量密度。目前，本装置获得的极紫外单脉冲最高能量为（314.88±1.09） nJ，焦平面处聚焦光斑的有效面积为（12.34±1.17）μm 2［ 34 34 - 35 35 34-35 ］ ，由此获得13.5 nm极紫外聚焦光的最大能量密度为（2.55±0.24） J/cm 2 。 3 EUV辐照损伤实验 1 使用自建的极紫外辐照装置，本文针对极紫外、X射线波段常用的薄膜反射镜开展了辐照损伤研究，得到了纳秒极紫外辐照下B 4 C，Au，Ru单层膜、B 4 C/Ru双层膜和Mo/Si多层膜反射镜的抗辐照损伤性能和损伤机理。 3.1　低原子序数B 4 C薄膜反射镜 2 B 4 C为高熔点高硬度的陶瓷材料，常用作XFEL光束线薄膜反射镜，具有X射线波段反射率高及抗损伤性能强的优点。通常，使用磁控溅射方法制备的B 4 C薄膜反射镜存在薄膜应力大（ - 3.06 GPa）的问题 ［ 36 36 ］ 。这不仅会影响反射镜的面形精度，而且可能导致膜层出现鼓包或脱落，影响反射镜的光学性能和使用寿命。使用磁控溅射制备B 4 C薄膜时，通过增大Ar溅射气体压强可以降低薄膜的应力 ［ 37 37 - 39 39 37-39 ］ ，或者在薄膜与基底间添加Cr或者W打底层以增加黏附性 ［ 40 40 ］ 。然而，不同溅射气压或者不同打底层对B 4 C薄膜抗辐照性能的影响并不清楚。因此，使用直流磁控溅射方法在D263玻璃基板上制备了4种B 4 C薄膜样品，分别为S1样品B 4 C（51.0 nm）/D263+Ar（0.133 Pa）、S2样品B 4 C（52.5 nm）/D263+Ar（1.33 Pa）、Cr打底层的S3样品B 4 C（46.3 nm）/Cr（4.9 nm）/D263+Ar（0.133 Pa）及W打底层的S4样品B 4 C（49.0 nm）/W（4.9 nm）/D263+Ar（0.133 Pa）。 图2 图2 给出了4种B 4 C薄膜样品的单脉冲损伤概率数据，通过拟合得到0.133 Pa和1.33 Pa溅射气压制备的S1和S2样品的损伤阈值分别为1.21 J/cm 2 和0.97 J/cm 2 。虽然增加溅射气压使B 4 C薄膜的压应力从 - 3.06 GPa下降至 - 0.69 GPa ［ 36 36 ］ ，但却降低了B 4 C薄膜的抗损伤性能。当Ar溅射气压增大时，B 4 C溅射粒子与其他粒子碰撞的几率增大，溅射粒子沉积动能减小而导致薄膜生长为多孔柱状结构，这使得薄膜致密度下降并且内应力降低。因此，高溅射气压制备的松散且密度较低的B 4 C薄膜可能是造成抗损伤性能下降的原因。 图2 图2 给出了加Cr和W打底层的S3和S4样品的损伤阈值，分别为0.65 J/cm 2 和0.69 J/cm 2 ，其抗损伤性能相近，但与无打底层的S1样品相比，金属打底层导致B 4 C薄膜的损伤阈值下降约50%。 为分析B 4 C薄膜抗损伤性能差异的原因，我们使用原子力显微镜（Atomic Force Microscope， AFM，Bruker Dimension Iconsystem）测试了4个样品在2.1 J/cm 2 高能量密度EUV辐照下的损伤形貌。如图 3 3 （a）和 3 3 （b）所示，0.133 Pa和1.33 Pa溅射气压制备的B 4 C单层膜样品分别形成了4.4 nm和7.0 nm的山丘状凸起，高度差异也表明溅射气压增大导致损伤阈值降低。 图3 图3 （c）显示Cr打底层S3样品经辐照后出现了薄膜脱落的破坏性损伤，损伤凸起高度达到了几百纳米。 利用AFM测试S3样品的损伤坑深度约为51 nm，与B 4 C/Cr双层膜厚度51.2 nm几乎一致，故S3样品的损伤发生在Cr打底层与基板的界面处。 图3 图3 （e）为S3样品损伤坑中心局部形貌，可清楚看到一些纳米颗粒，这可能是双层膜脱离基板时残留的Cr纳米颗粒。 图3 图3 （d）显示W打底层S4样品呈现火山坑状损伤，坑边缘高约280 nm，深约49.2 nm，对比该样品膜层厚度（B 4 C（49.0 nm）/W（4.9 nm））发现损伤可能发生在B 4 C-W界面处， 图3 图3 （f）给出了S4坑底部的局部损伤形貌。 为了研究B 4 C薄膜反射镜的损伤机理，我们使用蒙特卡洛方法模拟计算了13.5 nm极紫外光入射薄膜反射镜的吸收能量分数，即单位深度内沉积能量占总吸收能量的比例。该模拟考虑了EUV光电离产生的次级电子碰撞散射与逃逸过程。基于蒙特卡洛模拟并结合有限元方法可以计算极紫外光辐照后薄膜反射镜内部的温度场和应力场 ［ 31 31 ］ 。 图4 图4 给出了B 4 C单层膜和Cr，W打底的B 4 C薄膜的吸收能量分数深度分布曲线，主要差异在于S3样品的Cr层吸收最强，其次为S4样品的W打底层。因此，添加了金属打底层样品的抗损伤性能低于B 4 C单层膜样品，Cr打底层样品的抗损伤性能略低于W打底层样品。 图5 图5 给出了能量密度为0.2 J/cm 2 的EUV单脉冲辐照下，当样品表面温度达到最大值时温度场和von Mises应力场随深度的分布曲线。从 图5 图5 （a）可以看出，在热传导的作用下，EUV辐照约23 ns后从样品表面至55 nm深度范围内的温度几乎一致，超过Cr熔点（2 130 K）但低于B 4 C熔点（2 743 K）和W熔点（3 695 K）。由于薄膜内部为压应力，因此在压应力的作用下薄膜会出现凸起状损伤，这与实验结果一致。其中，S3样品的Cr层内部最大压应力为9.2 GPa，S4样品的W层内部最大压应力为8.5 GPa，而这两个样品B 4 C层应力均超过其抗压强度6.1 GPa ［ 41 41 ］ 。相比之下，S1样品的B 4 C薄膜的压应力5.9 GPa小于抗压强度。理论模拟和实验表明，Cr，W金属打底层的B 4 C薄膜相比B 4 C单层膜更容易发生热应力损伤。在压应力作用下，B 4 C单层膜的损伤可能发生在B 4 C-D263界面，而B 4 C/Cr/D263样品损伤发生在Cr-D263界面，理论模拟与实验结果相同。根据热应力分析，B 4 C/W/D263样品的损伤也可能发生在W-D263界面，然而实验发现损伤在B 4 C-W界面，这可能与固态W膜与D263基板的黏附力更强有关。目前，理论模拟可以定性解释实验现象，然而理论损伤阈值小于实验值，这可能是模拟使用的块体材料参数与实际薄膜参数差异造成的。 3.2　高原子序数薄膜反射镜 2 在硬X射线波段，高原子序数金属薄膜反射镜相比低原子序数薄膜反射镜具有更大的全反射角和更优的光学性能，金属薄膜反射镜组成的K-B聚焦光学系统拥有更大的数值孔径，从而可获得更小的聚焦光斑 ［ 42 42 ］ 。因此，金属薄膜反射镜如Au，Ru等在XFEL光束线中也具有重要的应用 ［ 12 12 - 13 13 12-13 ， 17 17 ］ 。 3 . 2 . 1　Au单层膜反射镜 3 Au薄膜反射镜通常用作红外-紫外波段的光学元件 ［ 43 43 ］ ，也可用于极紫外-软X射线波段，如意大利FERMI光源MagneDyn光束线使用了Au薄膜反射镜 ［ 17 17 ］ 。为研究Au薄膜反射镜的抗损伤性能，我们利用直流磁控溅射方法制备了Au（30 nm）/Si-sub样品，并按照ISO21254标准对它进行了EUV单脉冲辐照实验。 图6 图6 （a）为Au薄膜的单脉冲辐照损伤概率测试结果，通过拟合得到单脉冲损伤阈值为（1.37±0.2） J/cm 2 。在能量密度为1.49 J/cm 2 的辐照下，实验观测到“熔融-再凝固”过程所形成的小凸起，随能量密度增加凸起不断增大，直至发生破裂损伤。图 6 6 （b）和 6 6 （c）给出了Au薄膜在能量密度为2.27 J/cm 2 单脉冲辐照后损伤区的AFM和扫描电子显微镜（SEM，FEI NanoSEM 450）测试图。Au膜呈现经典的热熔融损伤形成的弹坑状结构，坑深约23 nm，略小于Au薄膜厚度，并且坑边缘形成一圈约60~100 nm高的壁垒状结构。弹坑中心也呈现起伏不平的表面结构，这是由于Au膜发生熔融相变再凝固后形成的粗糙表面。SEM测试没有在损伤区发现喷溅现象产生的微纳颗粒（ 图6 图6 （c））。利用X射线能量色谱（Energy Dispersive X-ray Spectroscopy， EDS）可以分析表面元素分布， 图6 图6 （d）给出了损伤区域沿中心线（ 图6 图6 （c）虚线）的一维元素分布，可以看出，壁垒结构的Au元素含量远高于未损伤区的Au含量，而损伤坑底部依然存在Au成分，该现象与AFM测试结果一致。 在进行纳秒EUV光辐照实验时，薄膜反射镜的抗损伤性能不仅与薄膜材料和厚度有关，还与基板材料有关。研究发现，Au（30 nm）/Si-sub样品的损伤阈值大约是BK7基板Au薄膜损伤阈值的4倍 ［ 26 26 ］ 。考虑BK7基板的主要成分为SiO 2 ，其热扩散系数为0.008 3 cm 2 /s ［ 44 44 ］ ，大约只有Si热扩散系数0.88 cm 2 /s的1/100。根据脉宽τ=8.8 ns和热扩散系数κ，由热扩散公式 L th =（2κτ） 1/2［ 45 45 ］y 由此可知，Si基板的热扩散长度为0.38 μm，大约是SiO 2 基板的10倍。由于Si基板具有更优的热传导性能，薄膜材料吸收的能量在纳秒时间尺度上将扩散到Si基底更广更深的区域，因此，硅基板样品相比玻璃基板样品具有更高的抗损伤性能。 3 . 2 . 2　Ru单层膜及B 4 C/Ru双层膜反射镜 3 相比B 4 C等低原子序数材料，高原子序数Ru材料具有硬X射线波段全反射角大反射率高的特点，并且化学稳定性好，故常用作硬X射线波段薄膜反射镜 ［46］ 。然而，金属材料在极紫外-X射线波段吸收系数大，可能影响反射镜的抗损伤性能。由低、高原子序数薄膜组合的双层膜反射镜同时具备了X射线工作能段宽、反射率高和全反射角较大的优点，可应用于自由电子激光硬X射线波段光束线 ［ 47 47 - 48 48 47-48 ］ 。为研究金属薄膜和双层膜反射镜的抗损伤性能，我们制备了Ru（30.8 nm）/D263单层膜和B 4 C（6.0 nm）/ Ru（30.4 nm） /D263双层膜反射镜，并开展了EUV辐照损伤实验。如 图7 图7 （a）所示，Ru单层膜和B 4 C/Ru双层膜的单脉冲损伤阈值分别为0.32，0.24 J/cm 2 ，双层膜的抗损伤性能低于单层膜。由上节可知，Au单层膜的损伤阈值为1.37 J/cm 2 ，而Ru单层膜的损伤阈值远低于Au单层膜，这与基板材料以及Ru吸收系数较大有关。图 7 7 （b）和 7 7 （c）分别为Ru单层膜在能量密度为0.78和2.37 J/cm 2 的EUV辐照下的损伤形貌，随能量密度的增加，由热熔融损伤形成的纳米尺度鼓包状结构变为火山坑状结构。 图7 图7 （d）给出了B 4 C/Ru/D263双层膜样品在能量密度为2.55 J/cm 2 的EUV辐照下的损伤形貌。AFM测试结果表明，该双层膜损伤呈“花瓣状”，并且边缘出现裂纹（ 图7 图7 （e）虚线框），该双层膜损伤机制中不仅包括热熔融损伤还有热应力的作用。双层膜辐照区的一维线扫描EDS测试（ 图7 图7 （f））表明，未损伤区主要是Ru元素，从损伤区边缘至中心区域Ru元素含量逐渐减少，在损伤坑内部Ru，B和C元素几乎消失；相反，Si和O元素含量迅速增加并成为主要成分。通过对B 4 C/Ru双层膜EUV辐照下温度场和应力场的理论模拟 ［ 32 32 ］ ，结果表明在Ru发生熔融相变前，Ru层的应力已经超过了其抗压强度15 GPa ［ 49 49 ］ 而发生热应力损伤。因此，实验与理论结果表明，B 4 C/Ru/D263双层膜EUV的损伤机制主要是热应力损伤，且发生在Ru-D263基板界面处。 3.3　Mo/Si多层膜反射镜 2 Mo/Si多层膜具有极紫外波段反射性能优且结构稳定的特点，常用作极紫外光学系统的薄膜反射镜，特别因其13.5 nm的高反射率而被广泛应用于极紫外投影式光刻系统 ［ 50 50 ］ 。为研究Mo/Si多层膜反射镜抗极紫外多脉冲辐照损伤的能力，我们采用直流磁控溅射在Si基底上制备了周期厚度为7.97 nm（ d Si =4.78 nm， d Mo =3.19 nm）的Mo/Si多层膜，并对它们进行了多脉冲辐照损伤研究。 图8 图8 为不同辐照脉冲数下反射镜的损伤概率及拟合曲线。当辐照脉冲数分别为1，2，5，10时，对应的损伤阈值分别为0.95±0.02，0.90±0.03，0.79±0.03和0.77±0.02 J/cm 2 。可以看出，随着脉冲数的增加损伤阈值不断降低，表明Mo/Si反射镜多脉冲损伤存在累积效应。该损伤累积效应也广泛存在于金属、半导体、聚合物及陶瓷等多种材料的红外激光辐照损伤实验中 ［ 51 51 - 53 53 51-53 ］ 。多脉冲辐照损伤阈值的衰减规律可以用损伤累积方程表示 ［ 54 54 ］ ： <math display="block" id="M1"><msub><mrow><mi>F</mi></mrow><mrow><mi mathvariant="normal">t</mi><mi mathvariant="normal">h</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>N</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><msub><mrow><mi>F</mi></mrow><mrow><mi mathvariant="normal">t</mi><mi mathvariant="normal">h</mi></mrow></msub><mo>×</mo><msup><mrow><mi>N</mi></mrow><mrow><mi>S</mi><mo>-</mo><mn mathvariant="normal">1</mn></mrow></msup></math> http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=37126482&type= http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=37126481&type= 33.27399826 4.65666676 ， 其中： N 为脉冲数， F th （1）为单脉冲损伤阈值， F th （ N ）为 N 发多脉冲损伤阈值， S 为多脉冲累积因子。通过拟合Mo/Si多层膜的实验数据得到多脉冲累积因子为0.90±0.06。 图9 图9 给出了不同EUV能量密度下单脉冲和10发多脉冲辐照的AFM损伤形貌。在能量密度为1.46 J/cm 2 和1.79 J/cm 2 的单脉冲辐照下，Mo/Si多层膜形成轮廓较为光滑的凹坑，当能量密度增大至2.14 J/cm 2 时，在凹坑底部形成类似山丘的凸起。本实验获得的损伤形貌与Khorsand等 ［ 51 51 ］ 使用飞秒EUV-FEL辐照Mo/Si多层膜的实验结果相似，在相对较低能量密度（ < 1.79 J/cm 2 ）辐照下形成的凹坑都是光滑无裂纹的结构。Mo/Si多层膜反射镜在13.5 nm纳秒极紫外辐照下的主要损伤机制并非热熔融或热应力，而是由于EUV辐照诱导Mo-Si膜层间扩散反应并生成硅化钼，导致膜层塌缩并形成光滑凹坑状结构。Mo-Si反应生成的最稳态化合物为MoSi 2 ［ 55 55 ］ ，故而EUV单脉冲辐照后的表层Mo/Si膜对可能形成Mo/MoSi 2 /Si/MoSi 2 或Mo/MoSi 2 结构。相比Mo/Si结构，以MoSi 2 为间隔层的Mo/MoSi 2 /Si/MoSi 2 结构或者Mo/MoSi 2 结构具有更高的热稳定性 ［ 56 56 ］ ，该结构的演化对于多脉冲辐照损伤形貌也有一定的影响。本实验发现，同能量密度不同辐照脉冲数辐照的损伤坑深度和宽度变化不大（见 图9 图9 ），即首发脉冲辐照后形成的凹坑轮廓在后续脉冲辐照下变化不大。根据Mo/Si多层膜损伤机制，首发脉冲会在辐照区表面生成高热稳定性的Mo/MoSi 2 /Si/MoSi 2 或Mo/MoSi 2 结构。由于MoSi 2 间隔层抑制了Mo-Si的扩散反应以及Mo/MoSi 2 的化学稳定性，故多脉冲辐照未加剧膜层塌缩现象 ［ 30 30 ］ 。 4 总结与展望 1 针对低原子序数B 4 C薄膜反射镜，高原子序数的Au和Ru单层膜反射镜，B 4 C/Ru双层膜反射镜以及Mo/Si多层膜反射镜，本实验室利用自建的13.5 nm极紫外辐照损伤装置开展了纳秒辐照损伤研究。研究发现，0.133 Pa和1.33 Pa氩气条件下磁控溅射制备的B 4 C/D263反射镜的单脉冲损伤阈值分别为1.21，0.97 J/cm 2 。高溅射气压能够降低薄膜应力，但是B 4 C薄膜致密度下降造成抗损伤性能下降。金属Cr，W打底层的B 4 C薄膜损伤阈值大约只有B 4 C单层膜的50%，理论研究表明，损伤为热应力引起的界面处损伤。高原子序数Au/Si-sub和Ru/D263反射镜都是热熔融损伤机制，其损伤阈值分别为1.37 J/cm 2 和0.32 J/cm 2 ，损伤性能的差异不仅与基板材料有关，还与Ru材料的吸收系数较大有关。B 4 C/Ru/D263双层膜反射镜的EUV损伤阈值为0.24 J/cm 2 ，低于B 4 C/D263和 Ru/D263单层膜。该双层膜损伤机制包括热应力和热熔融，且损伤发生在Ru-D263基板界面处。研究获得了Mo/Si多层膜反射镜多脉冲辐照损伤阈值随脉冲数的变化规律，该多层膜受EUV辐照导致Mo-Si膜层间扩散反应并生成硅化钼化合物，从而导致膜层塌缩并形成光滑的损伤坑。通过研究不同材料和结构薄膜反射镜的损伤机制，有利于研制具有更高抗辐照性能的薄膜反射镜，从而为我国X射线自由电子激光和极紫外光刻等技术的发展提供支持。 参考文献 ULLRICH J ， RUDENKO A ， MOSHAMMER R . Free-electron lasers： new avenues in molecular physics and photochemistry ［J］. Annual Review of Physical Chemistry ， 2012 ， 63 ： 635 - 660 . doi: 10.1146/annurev-physchem-032511-143720 http://dx.doi.org/10.1146/annurev-physchem-032511-143720 Free-electron lasers： new avenues in molecular physics and photochemistry 赵振堂 ， 王东 ， 殷立新 ， 等 . 上海软X射线自由电子激光装置 ［J］. 中国激光 ， 2019 ， 46 （ 1 ）： 33 - 42 . doi: 10.3788/cjl201946.0100004 http://dx.doi.org/10.3788/cjl201946.0100004 上海软X射线自由电子激光装置 ZHAO ZH T ， WANG D ， YIN L X ， et al . Shanghai soft X-ray free-electron laser facility ［J］. Chinese Journal of Lasers ， 2019 ， 46 （ 1 ）： 33 - 42 . （in Chinese） . doi: 10.3788/cjl201946.0100004 http://dx.doi.org/10.3788/cjl201946.0100004 Shanghai soft X-ray free-electron laser facility BOSTEDT C ， BOUTET S ， FRITZ D M ， et al . Linac Coherent Light Source： the first five years ［J］. Reviews of Modern Physics ， 2016 ， 88 ： 015007 . doi: 10.1103/revmodphys.88.015007 http://dx.doi.org/10.1103/revmodphys.88.015007 Linac Coherent Light Source： the first five years HUANG N S ， DENG H X ， LIU B ， et al . Features and futures of X-ray free-electron lasers ［J］. The Innovation ， 2021 ， 2 （ 2 ）： 100097 . doi: 10.1016/j.xinn.2021.100097 http://dx.doi.org/10.1016/j.xinn.2021.100097 Features and futures of X-ray free-electron lasers CHAPMAN H N ， FROMME P ， BARTY A ， et al . Femtosecond X-ray protein nanocrystallography ［J］. Nature ， 2011 ， 470 （ 7332 ）： 73 - 77 . Femtosecond X-ray protein nanocrystallography 泮丙营 ， 叶茂 ， 封东来 . X射线自由电子激光在物理学中的应用 ［J］. 物理 ， 2018 ， 47 （ 7 ）： 418 - 425 . X射线自由电子激光在物理学中的应用 PAN B Y ， YE M ， FENG D L . The application of X-ray free electron lasers in physics ［J］. Physics ， 2018 ， 47 （ 7 ）： 418 - 425 . （in Chinese） The application of X-ray free electron lasers in physics 张文凯 ， 孔庆宇 ， 翁祖谦 . X射线自由电子激光在化学与能源材料科学中的应用 ［J］. 物理 ， 2018 ， 47 （ 8 ）： 504 - 514 . doi: 10.7693/wl20180803 http://dx.doi.org/10.7693/wl20180803 X射线自由电子激光在化学与能源材料科学中的应用 ZHANG W K ， KONG Q Y ， WENG Z Q . Applications of femtosecond X-ray techniques in chemistry and energy materials science ［J］. Physics ， 2018 ， 47 （ 8 ）： 504 - 514 . （in Chinese） . doi: 10.7693/wl20180803 http://dx.doi.org/10.7693/wl20180803 Applications of femtosecond X-ray techniques in chemistry and energy materials science HAU-RIEGE S P ， LONDON R A ， BIONTA R M ， et al . Damage threshold of inorganic solids under free-electron-laser irradiation at 32.5nm wavelength ［J］. Applied Physics Letters ， 2007 ， 90 （ 17 ）： 173128 . doi: 10.1063/1.2734366 http://dx.doi.org/10.1063/1.2734366 Damage threshold of inorganic solids under free-electron-laser irradiation at 32.5nm wavelength CHALUPSKÝ J ， HÁJKOVÁ V ， ALTAPOVA V ， et al . Damage of amorphous carbon induced by soft X-ray femtosecond pulses above and below the critical angle ［J］. Applied Physics Letters ， 2009 ， 95 （ 3 ）： 031111 . doi: 10.1063/1.3184785 http://dx.doi.org/10.1063/1.3184785 Damage of amorphous carbon induced by soft X-ray femtosecond pulses above and below the critical angle GAUDIN J ， PEYRUSSE O ， CHALUPSKÝ J ， et al . Amorphous to crystalline phase transition in carbon induced by intense femtosecond X-ray free-electron laser pulses ［J］. Physical Review B ， 2012 ， 86 （ 2 ）： 024103 . doi: 10.1103/physrevb.86.024103 http://dx.doi.org/10.1103/physrevb.86.024103 Amorphous to crystalline phase transition in carbon induced by intense femtosecond X-ray free-electron laser pulses HAU-RIEGE S P ， LONDON R A ， BIONTA R M ， et al . Wavelength dependence of the damage threshold of inorganic materials under extreme-ultraviolet free-electron-laser irradiation ［J］. Applied Physics Letters ， 2009 ， 95 （ 11 ）： 111104 . doi: 10.1063/1.3216845 http://dx.doi.org/10.1063/1.3216845 Wavelength dependence of the damage threshold of inorganic materials under extreme-ultraviolet free-electron-laser irradiation AQUILA A ， SOBIERAJSKI R ， OZKAN C ， et al . Fluence thresholds for grazing incidence hard X-ray mirrors ［J］. Applied Physics Letters ， 2015 ， 106 （ 24 ）： 241905 . 46. doi: 10.1063/1.4922380 http://dx.doi.org/10.1063/1.4922380 Fluence thresholds for grazing incidence hard X-ray mirrors HAU-RIEGE S P ， LONDON R A ， GRAF A ， et al . Interaction of short X-ray pulses with low-Z X-ray optics materials at the LCLS free-electron laser ［J］. Optics Express ， 2010 ， 18 （ 23 ）： 23933 - 23938 . doi: 10.1364/oe.18.023933 http://dx.doi.org/10.1364/oe.18.023933 Interaction of short X-ray pulses with low-Z X-ray optics materials at the LCLS free-electron laser STOJANOVIC N ， VON DER LINDE D ， SOKOLOWSKI-TINTEN K ， et al . Ablation of solids using a femtosecond extreme ultraviolet free electron laser ［J］. Applied Physics Letters ， 2006 ， 89 （ 24 ）： 241909 . doi: 10.1063/1.2405398 http://dx.doi.org/10.1063/1.2405398 Ablation of solids using a femtosecond extreme ultraviolet free electron laser MAKHOTKIN I A ， MILOV I ， CHALUPSKÝ J ， et al . Damage accumulation in thin ruthenium films induced by repetitive exposure to femtosecond XUV pulses below the single-shot ablation threshold ［J］. JOSA B ， 2018 ， 35 （ 11 ）： 2799 - 2805 . doi: 10.1364/josab.35.002799 http://dx.doi.org/10.1364/josab.35.002799 Damage accumulation in thin ruthenium films induced by repetitive exposure to femtosecond XUV pulses below the single-shot ablation threshold KOYAMA T ， YUMOTO H ， SENBA Y ， et al . Damage study of optical substrates using 1-μm-focusing beam of hard X-ray free-electron laser ［J］. Journal of Physics： Conference Series ， 2013 ， 463 ： 012043 . doi: 10.1088/1742-6596/463/1/012043 http://dx.doi.org/10.1088/1742-6596/463/1/012043 Damage study of optical substrates using 1-μm-focusing beam of hard X-ray free-electron laser SVETINA C ， MAHNE N ， RAIMONDI L ， et al . MagneDyn： the beamline for magneto dynamics studies at FERMI ［J］. Journal of Synchrotron Radiation ， 2016 ， 23 （ 1 ）： 98 - 105 . doi: 10.1107/s1600577515022080 http://dx.doi.org/10.1107/s1600577515022080 MagneDyn： the beamline for magneto dynamics studies at FERMI KOYAMA T ， YUMOTO H ， TONO K ， et al . Damage threshold investigation using grazing incidence irradiation by hard X-ray free electron laser ［C］. SPIE Optical Engineering+Applications. Proc SPIE 8848 ， Advances in X-Ray/EUV Optics and Components VIII， San Diego， California， USA . 2013 ， 8848 ： 186 - 192 . doi: 10.1117/12.2025377 http://dx.doi.org/10.1117/12.2025377 Damage threshold investigation using grazing incidence irradiation by hard X-ray free electron laser MILOV I ， MAKHOTKIN I A ， SOBIERAJSKI R ， et al . Mechanism of single-shot damage of Ru thin films irradiated by femtosecond extreme UV free-electron laser ［J］. Optics Express ， 2018 ， 26 （ 15 ）： 19665 - 19685 . doi: 10.1364/oe.26.019665 http://dx.doi.org/10.1364/oe.26.019665 Mechanism of single-shot damage of Ru thin films irradiated by femtosecond extreme UV free-electron laser FOLLATH R ， KOYAMA T ， LIPP V ， et al . X-ray induced damage of B 4 C-coated bilayer materials under various irradiation conditions ［J］. Scientific Reports ， 2019 ， 9 ： 2029 . doi: 10.1038/s41598-019-38556-0 http://dx.doi.org/10.1038/s41598-019-38556-0 X-ray induced damage of B4C-coated bilayer materials under various irradiation conditions MILOV I ， ZHAKHOVSKY V ， ILNITSKY D ， et al . Two-level ablation and damage morphology of Ru films under femtosecond extreme UV irradiation ［J］. Applied Surface Science ， 2020 ， 528 ： 146952 . doi: 10.1016/j.apsusc.2020.146952 http://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2020.146952 Two-level ablation and damage morphology of Ru films under femtosecond extreme UV irradiation FAENOV A ， PIKUZ T ， ISHINO M ， et al . Soft X-ray laser ablation of metals and dielectrics ［C］. SPIE Optics+Optoelectronics. Proc SPIE 10243， x-Ray Lasers and Coherent x-Ray Sources： Development and Applications， Prague， Czech Republic . 2017 ， 10243 ： 98 - 107 . doi: 10.1117/12.2264966 http://dx.doi.org/10.1117/12.2264966 Soft X-ray laser ablation of metals and dielectrics ISHINO M ， INOGAMOV N A ， TAMOTSU S ， et al . Study of damage structure formation on aluminum film targets by picosecond soft X-ray laser ablation around threshold region ［J］. Applied Physics A ， 2018 ， 124 （ 9 ）： 649 . doi: 10.1007/s00339-018-2072-9 http://dx.doi.org/10.1007/s00339-018-2072-9 Study of damage structure formation on aluminum film targets by picosecond soft X-ray laser ablation around threshold region MIKAMI K ， ISHINO M ， DINH T H ， et al . Laser-induced damage thresholds and mechanism of silica glass induced by ultra-short soft X-ray laser pulse irradiation ［J］. Optics Letters ， 2020 ， 45 （ 8 ）： 2435 - 2438 . doi: 10.1364/ol.389288 http://dx.doi.org/10.1364/ol.389288 Laser-induced damage thresholds and mechanism of silica glass induced by ultra-short soft X-ray laser pulse irradiation BARKUSKY F ， PETH C ， MANN K ， et al . Formation and direct writing of color centers in LiF using a laser-induced extreme ultraviolet plasma in combination with a Schwarzschild objective ［J］. Review of Scientific Instruments ， 2005 ， 76 （ 10 ）： 105102 . doi: 10.1063/1.2072147 http://dx.doi.org/10.1063/1.2072147 Formation and direct writing of color centers in LiF using a laser-induced extreme ultraviolet plasma in combination with a Schwarzschild objective BARKUSKY F ， BAYER A ， DÖRING S ， et al . Damage threshold measurements on EUV optics using focused radiation from a table-top laser produced plasma source ［J］. Optics Express ， 2010 ， 18 （ 5 ）： 4346 - 4355 . doi: 10.1364/oe.18.004346 http://dx.doi.org/10.1364/oe.18.004346 Damage threshold measurements on EUV optics using focused radiation from a table-top laser produced plasma source ZHANG Z ， LI W B ， HUANG Q S ， et al . A table-top EUV focusing optical system with high energy density using a modified Schwarzschild objective and a laser-plasma light source ［J］. The Review of Scientific Instruments ， 2018 ， 89 （ 10 ）： 103109 . doi: 10.1063/1.5044752 http://dx.doi.org/10.1063/1.5044752 A table-top EUV focusing optical system with high energy density using a modified Schwarzschild objective and a laser-plasma light source LI W B ， ZHANG Z ， PAN L Y ， et al . Table-top focused EUV optical system with high energy density and its application on EUV damage tests ［C］. SPIE Optics+Optoelectronics. Proc SPIE 11035， Optics Damage and Materials Processing by EUV/X-Ray Radiation VII， Prague， Czech Republic . 2019 ， 11035 ： 1103505 . doi: 10.1117/12.2520143 http://dx.doi.org/10.1117/12.2520143 Table-top focused EUV optical system with high energy density and its application on EUV damage tests PAN L Y ， ZHANG Z ， LI W B ， et al . Multiple pulses damage test on Mo/Si multilayer using table-top focused EUV optical system built at IPOE ［C］. OSA High-brightness Sources and Light-driven Interactions Congress 2020 （EUVXRAY， HILAS， MICS）. Washington D.C. ： OSA ， 2020 ： ETh1A. 4 . doi: 10.1364/euvxray.2020.eth1a.4 http://dx.doi.org/10.1364/euvxray.2020.eth1a.4 Multiple pulses damage test on Mo/Si multilayer using table-top focused EUV optical system built at IPOE LI W B ， PAN L Y ， WANG C L ， et al . Multi-shot damage on Mo/Si multilayer induced by nanosecond EUV radiation ［J］. AIP Advances ， 2021 ， 11 （ 1 ）： 015201 . doi: 10.1063/5.0035490 http://dx.doi.org/10.1063/5.0035490 Multi-shot damage on Mo/Si multilayer induced by nanosecond EUV radiation LI W B ， WANG C L ， PAN L Y ， et al . Damage study on B 4 C films using a table-top nanosecond EUV damage instrument ［C］. SPIE Optics+Optoelectronics. Proc SPIE 11776， EUV and x-Ray Optics， Sources， and Instrumentation ， 2021 ， 11776 ： 109 - 116 . doi: 10.1117/12.2590040 http://dx.doi.org/10.1117/12.2590040 Damage study on B4C films using a table-top nanosecond EUV damage instrument PAN L Y ， LI S H ， CAO J Y ， et al . Ultrafast time-resolved pump-probe investigation of nanosecond extreme ultraviolet-light-induced damage dynamics on B 4 C/Ru nano-bilayer film ［J］. Nano Letters ， 2022 ， 22 （ 13 ）： 5260 - 5268 . doi: 10.1021/acs.nanolett.2c01171 http://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c01171 Ultrafast time-resolved pump-probe investigation of nanosecond extreme ultraviolet-light-induced damage dynamics on B4C/Ru nano-bilayer film BARKUSKY F ， BAYER A ， FLÖTER B ， et al . Damage and degradation of optics and sensors under intense EUV radiation from a table-top laser produced plasma source ［C］. Laser Damage Symposium XLI ： Annual Symposium on Optical Materials for High Power Lasers. Proc SPIE 7504 ， Laser-Induced Damage in Optical Materials： 2009， Boulder ， Colorado ， USA . 2009， 7504 ： 521 - 530 . Damage and degradation of optics and sensors under intense EUV radiation from a table-top laser produced plasma source CHALUPSKÝ J ， JUHA L ， KUBA J ， et al . Characteristics of focused soft X-ray free-electron laser beam determined by ablation of organic molecular solids ［J］. Optics Express ， 2007 ， 15 （ 10 ）： 6036 - 6043 . doi: 10.1364/oe.15.006036 http://dx.doi.org/10.1364/oe.15.006036 Characteristics of focused soft X-ray free-electron laser beam determined by ablation of organic molecular solids CHALUPSKÝ J ， BURIAN T ， HÁJKOVÁ V ， et al . Fluence scan： an unexplored property of a laser beam ［J］. Optics Express ， 2013 ， 21 （ 22 ）： 26363 - 26375 . doi: 10.1364/oe.21.026363 http://dx.doi.org/10.1364/oe.21.026363 Fluence scan： an unexplored property of a laser beam WU J L ， QI R Z ， HUANG Q S ， et al . Stress， roughness and reflectivity properties of sputter-deposited B 4 C coatings for X-ray mirrors ［J］. Chinese Physics Letters ， 2019 ， 36 （ 12 ）： 21 - 25 . doi: 10.1088/0256-307x/36/12/120701 http://dx.doi.org/10.1088/0256-307x/36/12/120701 Stress， roughness and reflectivity properties of sputter-deposited B4C coatings for X-ray mirrors 付恩刚 ， 庄大明 ， 张弓 ， 等 . 工作气压对磁控溅射ZAO薄膜性能的影响 ［J］. 功能材料 ， 2003 ， 34 （ 5 ）： 543 - 545 . doi: 10.3321/j.issn:1001-9731.2003.05.023 http://dx.doi.org/10.3321/j.issn:1001-9731.2003.05.023 工作气压对磁控溅射ZAO薄膜性能的影响 FU E G ， ZHUANG D M ， ZHANG G ， et al . Operation gas （argon） pressure dependence of the performances of ZAO thin films deposited by magnetron sputtering ［J］. Journal of Functional Materials ， 2003 ， 34 （ 5 ）： 543 - 545 . （in Chinese） . doi: 10.3321/j.issn:1001-9731.2003.05.023 http://dx.doi.org/10.3321/j.issn:1001-9731.2003.05.023 Operation gas （argon） pressure dependence of the performances of ZAO thin films deposited by magnetron sputtering 史新伟 ， 周强 ， 马群超 ， 等 . 压强对直流磁控溅射TiN薄膜光学性能的影响 ［J］. 郑州大学学报（理学版） ， 2018 ， 50 （ 4 ）： 58 - 63 . doi: 10.13705/j.issn.1671-6841.2018060 http://dx.doi.org/10.13705/j.issn.1671-6841.2018060 压强对直流磁控溅射TiN薄膜光学性能的影响 SHI X W ， ZHOU Q ， MA Q CH ， et al . Impact of pressure on the optical properties of TiN film prepared by DC magnetron sputtering ［J］. Journal of Zhengzhou University （Natural Science Edition） ， 2018 ， 50 （ 4 ）： 58 - 63 . （in Chinese） . doi: 10.13705/j.issn.1671-6841.2018060 http://dx.doi.org/10.13705/j.issn.1671-6841.2018060 Impact of pressure on the optical properties of TiN film prepared by DC magnetron sputtering 冯秦旭 ， 齐润泽 ， 李文斌 ， 等 . 涂硼中子探测器用B 4 C薄膜的应力和粘附力研究 ［J］. 红外与激光工程 ， 2019 （ S2 ）： 74 - 80 . 涂硼中子探测器用B4C薄膜的应力和粘附力研究 FENG Q X ， QI R Z ， LI W B ， et al . Stress and adhesion of B 4 C films for boron-coated neutron detectors ［J］. Infrared and Laser Engineering ， 2019 （ S2 ）： 74 - 80 . （in Chinese） Stress and adhesion of B4C films for boron-coated neutron detectors LEE K M ， HAN H J ， CHOI S ， et al . Effects of metal buffer layers on the hot filament chemical vapor deposition of nanostructured carbon films ［J］. Journal of Vacuum Science & Technology B： Microelectronics and Nanometer Structures ， 2003 ， 21 （ 1 ）： 623 . doi: 10.1116/1.1524136 http://dx.doi.org/10.1116/1.1524136 Effects of metal buffer layers on the hot filament chemical vapor deposition of nanostructured carbon films SWAB J J ， MEREDITH C S ， CASEM D T ， et al . Static and dynamic compression strength of hot-pressed boron carbide using a dumbbell-shaped specimen ［J］. Journal of Materials Science ， 2017 ， 52 （ 17 ）： 10073 - 10084 . doi: 10.1007/s10853-017-1210-7 http://dx.doi.org/10.1007/s10853-017-1210-7 Static and dynamic compression strength of hot-pressed boron carbide using a dumbbell-shaped specimen KOYAMA T ， YUMOTO H ， MIURA T ， et al . Damage threshold of coating materials on X-ray mirror for X-ray free electron laser ［J］. Review of Scientific Instruments ， 2016 ， 87 （ 5 ）： 051801 . doi: 10.1063/1.4950723 http://dx.doi.org/10.1063/1.4950723 Damage threshold of coating materials on X-ray mirror for X-ray free electron laser TAMURA K ， OGASAKA Y ， NAITOU M ， et al . Measurements of reflectivity of X-ray mirror for Suzaku satellite ［C］. SPIE Astronomical Telescopes+Instrumentation. Proc SPIE 6266， Space Telescopes and Instrumentation II ： Ultraviolet to Gamma Ray， Orlando， Florida， USA . 2006 ， 6266 ： 991 - 998 . doi: 10.1117/12.671474 http://dx.doi.org/10.1117/12.671474 Measurements of reflectivity of X-ray mirror for Suzaku satellite GÜDDE J ， HOHLFELD J ， MÜLLER J G ， et al . Damage threshold dependence on electron-phonon coupling in Au and Ni films ［J］. Applied Surface Science ， 1998 ， 127/ 128 / 129 ： 40 - 45 . Damage threshold dependence on electron-phonon coupling in Au and Ni films SALAZAR A N . On thermal diffusivity ［J］. European Journal of Physics ， 2003 ， 24 （ 4 ）： 351 - 358 . doi: 10.1088/0143-0807/24/4/353 http://dx.doi.org/10.1088/0143-0807/24/4/353 On thermal diffusivity FLECHSIG U ， SPIELMANN S ， THOMINET V ， et al . Mirror systems for SwissFEL， from concept to commissioning with x-rays ［C］. AIP Conference Proceedings. Taipei ， China. Author（s） ， 2019 ， 2054 ： 060001 . doi: 10.1063/1.5084632 http://dx.doi.org/10.1063/1.5084632 Mirror systems for SwissFEL， from concept to commissioning with x-rays FOLLATH R ， FLECHSIG U ， MILNE C ， et al . Optical design of the ARAMIS-beamlines at SwissFEL ［J］. AIP Conference Proceedings ， 2016 ， 1741 （ 1 ）： 020009 . Optical design of the ARAMIS-beamlines at SwissFEL MILOV I ， LIPP V ， ILNITSKY D ， et al . Similarity in ruthenium damage induced by photons with different energies： from visible light to hard X-rays ［J］. Applied Surface Science ， 2020 ， 501 ： 143973 . doi: 10.1016/j.apsusc.2019.143973 http://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.143973 Similarity in ruthenium damage induced by photons with different energies： from visible light to hard X-rays BAJT S ， ALAMEDA J B ， BARBEE T W J ， et al . Improved reflectance and stability of Mo/Si multilayers ［J］. Optical engineering ， 2002 ， 41 （ 8 ）： 1797 - 1804 . doi: 10.1117/1.1489426 http://dx.doi.org/10.1117/1.1489426 Improved reflectance and stability of Mo/Si multilayers KHORSAND A R ， SOBIERAJSKI R ， LOUIS E ， et al . Single shot damage mechanism of Mo/Si multilayer optics under intense pulsed XUV-exposure ［J］. Optics Express ， 2010 ， 18 （ 2 ）： 700 - 712 . doi: 10.1364/oe.18.000700 http://dx.doi.org/10.1364/oe.18.000700 Single shot damage mechanism of Mo/Si multilayer optics under intense pulsed XUV-exposure BAUDACH S ， BONSE J ， KRÜGER J ， et al . Ultrashort pulse laser ablation of polycarbonate and polymethylmethacrylate ［J］. Applied Surface Science ， 2000 ， 154/155 ： 555 - 560 . doi: 10.1016/s0169-4332(99)00474-2 http://dx.doi.org/10.1016/s0169-4332(99)00474-2 Ultrashort pulse laser ablation of polycarbonate and polymethylmethacrylate KIM S H ， SOHN I B ， JEONG S . Ablation characteristics of aluminum oxide and nitride ceramics during femtosecond laser micromachining ［J］. Applied Surface Science ， 2009 ， 255 （ 24 ）： 9717 - 9720 . doi: 10.1016/j.apsusc.2009.04.058 http://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2009.04.058 Ablation characteristics of aluminum oxide and nitride ceramics during femtosecond laser micromachining JEE Y ， BECKER M F ， WALSER R M . Damage Morphologies and Cumulative Behavior of Laser Damage on Single Crystal Metal Surfaces ［M］. Laser Induced Damage in Optical Materials： 1986.100 Barr Harbor Drive ， PO Box C700， West Conshohocken， PA 19428- 2959 ： ASTM International， 2009 ： 575-575 - 19 . Damage Morphologies and Cumulative Behavior of Laser Damage on Single Crystal Metal Surfaces NEDELCU I ， VAN DE KRUIJS R W E ， YAKSHIN A E ， et al . Thermally enhanced interdiffusion in Mo∕Si multilayers ［J］. Journal of Applied Physics ， 2008 ， 103 （ 8 ）： 083549 . doi: 10.1063/1.2907964 http://dx.doi.org/10.1063/1.2907964 Thermally enhanced interdiffusion in Mo∕Si multilayers TAKENAKA H ， KAWAMURA T ， ISHII Y ， et al . Heat resistance of Mo/Si， MoSi 2 /Si， and Mo 5 Si3/Si multilayer soft X-ray mirrors ［J］. Journal of Applied Physics ， 1995 ， 78 （ 9 ）： 5227 - 5230 . doi: 10.1063/1.359698 http://dx.doi.org/10.1063/1.359698 Heat resistance of Mo/Si， MoSi2/Si， and Mo5Si3/Si multilayer soft X-ray mirrors 10.37188/OPE.20223021.2698 O434.14 A 1004-924X（2022）21-2698-13 李文斌,李淑慧,潘刘洋等.薄膜反射镜纳秒极紫外辐照损伤[J].光学精密工程,2022,30(21):2698-2710. 李文斌,李淑慧,潘刘洋等.薄膜反射镜纳秒极紫外辐照损伤[J].光学精密工程,2022,30(21):2698-2710. LI Wenbin,LI Shuhui,PAN Liuyang,et al.Nanosecond extreme ultraviolet radiation damage on thin film mirrors[J].Optics and Precision Engineering,2022,30(21):2698-2710. LI Wenbin,LI Shuhui,PAN Liuyang,et al.Nanosecond extreme ultraviolet radiation damage on thin film mirrors[J].Optics and Precision Engineering,2022,30(21):2698-2710. 国家自然科学基金资助项目（No.11875203，No.61621001） 2022-07-15 2022-08-22 2022-11-10 2022-11-22 光学精密工程 21 30