17.1 nm极紫外滤光片的制备

牛筱茜; 缪鹏飞; 王瀚林; 王孝东; 陈波

doi:10.37188/OPE.20233102.0141

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

17.1 nm极紫外滤光片的制备

现代应用光学 | 更新时间：2026-09-12

- 17.1 nm极紫外滤光片的制备
- Preparation of EUV Filter at 17.1 nm
- 光学精密工程 2023年31卷第2期页码：141-149
- 作者机构：
  
  1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春 130031
  2.中国科学院大学，北京 100190
  3.上海卫星工程研究所，上海 200240
- 作者简介：
  
  牛筱茜（1997—），女，河北衡水人，硕士研究生，2019年于河北大学获得学士学位，主要从事短波光学薄膜设计制备方面的研究。E-mail：niuxiaoqian20@mails.ucas.ac.cn
  王孝东（1978—），男，吉林长春人，博士，研究员，博士生导师，2001年于南京工业大学获得学士学位，2007年于汕头大学获得硕士学位，2010年于同济大学获得博士学位，主要从事短波光学薄膜设计制备及检测等方面的研究。E-mail：wangxiaodong@ciomp.ac.cn
  陈波（1961—），男，吉林长春人，博士，研究员，博士生导师，1984年于吉林大学获得学士学位，1990年于长春光机所获得硕士学位，2003年于长春光机所获得博士学位，主要从事软X射线-真空紫外波段光源、探测器、辐射计量及空间光学仪器等方面的研究。E-mail：chenb@ciomp.ac.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金天文联合基金(U203110007)
- DOI：10.37188/OPE.20233102.0141
  中图分类号： O484.4
- 收稿：2022-05-11，
  
  修回：2022-06-07，
  
  纸质出版：2023-01-25
- 稿件说明：
移动端阅览
牛筱茜,缪鹏飞,王瀚林等.17.1 nm极紫外滤光片的制备[J].光学精密工程,2023,31(02):141-149.

NIU Xiaoqian,MIAO Pengfei,WANG Hanlin,et al.Preparation of EUV Filter at 17.1 nm[J].Optics and Precision Engineering,2023,31(02):141-149.
牛筱茜,缪鹏飞,王瀚林等.17.1 nm极紫外滤光片的制备[J].光学精密工程,2023,31(02):141-149. DOI： 10.37188/OPE.20233102.0141.

NIU Xiaoqian,MIAO Pengfei,WANG Hanlin,et al.Preparation of EUV Filter at 17.1 nm[J].Optics and Precision Engineering,2023,31(02):141-149. DOI： 10.37188/OPE.20233102.0141.

摘要

为了预警空间天气，需对日地空间物理过程进行监测，极紫外（Extreme Ultraviolet， EUV）滤光片是极紫外成像仪其中的重要组成部分，用来去除太阳辐射光谱中的非工作波段的辐射。为了优化EUV滤光片在17.1 nm波长处的透过率，本文基于比尔-朗伯定律通过理论计算和软件模拟确定17.1 nm EUV滤光片的材料及厚度。首先，采用真空热蒸发的方式在熔石英基底沉积脱膜层和金属薄膜，成功制备了以镍网为支撑的EUV滤光片。经测试，滤光片在17.1 nm处的透过率约为43.81%，表面光滑平整且无明显针孔。接下来为了说明氧化层对透过率的影响，使用椭圆偏振光谱仪测量滤光膜样品，得到放置不同时间的氧化层膜厚，并测得粗糙度来优化模拟滤光片透过率。利用IMD拟合样品氧化层厚度及粗糙度，调整层厚达到与实际测量值最为接近的曲线。实验结果表明滤光片透过率的模拟值与测量值绝对误差约1%，符合良好。本文为17.1 nm EUV滤光片提供了制备方法以及优化思路，在空间探测领域有重要应用价值。

Abstract

In order to forecast and warn of space weather， the disturbances of solar-terrestrial need to be monitored. Extreme Ultraviolet （EUV） filters can remove unwanted radiation， and they are an important part of the Extreme Ultraviolet Imager. In order to optimize the transmission of EUV filters at 17.1nm， we chosen the material and thickness of EUV filters at 17.1 nm based on the Lambert-Beer law by theoretical calculation and software simulation. First， the release layer and metal thin-film were deposited by thermal evaporation， and EUV filters with nickel-mesh supported were successfully manufactured. After testing， the transmission of the filter whose surface is smooth and flat without obvious pinholes is about 43.81% at 17.1 nm. Next， in order to illustrate the effect of the oxide layer on the transmittance， the filter sample was measured by spectroscopic ellipsometry to obtain the thickness of the oxide layer at different placement times， and the roughness was measured to optimize and simulate the transmission of the filter. The thickness of the oxide layer and the roughness of the sample were fitted by IMD， and the layer thickness was adjusted to achieve the curve closest to the actual measured value. Experimental results indicate an excellent agreement between the measured and simulated values， and the absolute error of the transmittance of the EUV filter is only 1%. This study provides preparation methods and improvement ideas for EUV filters， and has important practical significance in space exploration.

关键词

Keywords

references

阮宁娟，苏云 . 国外紫外空间探测器发展综述［J］. 航天返回与遥感， 2008 ， 29 （ 3 ）： 71 - 78 . doi: 10.3969/j.issn.1009-8518.2008.03.013 http://dx.doi.org/10.3969/j.issn.1009-8518.2008.03.013

RUAN N J ， SU Y . Summarization of overseas space ultraviolet instrument development ［J］. Spacecraft Recovery & Remote Sensing ， 2008 ， 29 （ 3 ）： 71 - 78 . （in Chinese） . doi: 10.3969/j.issn.1009-8518.2008.03.013 http://dx.doi.org/10.3969/j.issn.1009-8518.2008.03.013

毛建邦，王鹏晖，汪井源，等 . 基于荧光波长下转换的日盲紫外光通信探测［J］. 光学精密工程， 2021 ， 29 （ 10 ）： 2296 - 2305 . doi: 10.37188/OPE.2021.0277 http://dx.doi.org/10.37188/OPE.2021.0277

MAO J B ， WANG P H ， WANG J Y ， et al . Detection of solar blind ultraviolet communication based on fluorescent wavelength conversion ［J］. Opt. Precision Eng. ， 2021 ， 29 （ 10 ）： 2296 - 2305 . （in Chinese） . doi: 10.37188/OPE.2021.0277 http://dx.doi.org/10.37188/OPE.2021.0277

杨爽 . 空间紫外太阳望远镜主镜及探测器热控技术研究［D］. 长春：中国科学院大学（中国科学院长春光学精密机械与物理研究所）， 2021 .

YANG SH . Study on the Thermal Control Technique of Primary Mirror and Detector of Space Ultraviolet Solar Telescope ［D］. Changchun ： Changchun Institute of Optics， Fine Mechanics and Physics， Chinese Academy of Sciences ， 2021 . （in Chinese）

齐润泽，张锦龙，吴佳莉，等 . 极紫外-真空紫外薄膜光学元件研究［J］. 光学学报， 2022 ， 42 （ 11 ）： 48 - 58 . doi: 10.3788/AOS202242.1134003 http://dx.doi.org/10.3788/AOS202242.1134003

QI R Z ， ZHANG J L ， WU J L ， et al . Thin film optical elements in extreme ultraviolet and vacuum ultraviolet ［J］. Acta Optica Sinica ， 2022 ， 42 （ 11 ）： 48 - 58 . （in Chinese） . doi: 10.3788/AOS202242.1134003 http://dx.doi.org/10.3788/AOS202242.1134003

LEMEN J R ， AKIN D J ， BOERNER P F ， et al . The Atmospheric Imaging Assembly （ AIA ） on the Solar Dynamics Observatory （ SDO ）［M］. Switzerland ： Springer Nature Press ， 2011 . doi: 10.1007/978-1-4614-3673-7_4 http://dx.doi.org/10.1007/978-1-4614-3673-7_4

付联效，吴永刚，伍和云，等 . 30.4nm Cr/Al/Cr自支撑滤光片的研制［J］. 强激光与粒子束， 2009 ， 21 （ 2 ）： 235 - 239 .

FU L X ， WU Y G ， WU H Y ， et al . Fabrication and characterization of 30.4 nm Cr/Al/Cr self-supporting filters ［J］. High Power Laser and Particle Beams ， 2009 ， 21 （ 2 ）： 235 - 239 . （in Chinese）

伍和云，吴永刚，吕刚，等 . 自支撑聚酰亚胺/锆膜的制备及性能改善［J］. 强激光与粒子束， 2011 ， 23 （ 4 ）： 981 - 984 . doi: 10.3788/hplpb20112304.0981 http://dx.doi.org/10.3788/hplpb20112304.0981

WU H Y ， WU Y G ， LÜ G ， et al . Preparation and characterization of free-standing polyimide/Zr film ［J］. High Power Laser and Particle Beams ， 2011 ， 23 （ 4 ）： 981 - 984 . （in Chinese） . doi: 10.3788/hplpb20112304.0981 http://dx.doi.org/10.3788/hplpb20112304.0981

唐吉龙，徐雄伟，陈田祥，等 . 自支撑Al滤光片的制备［J］. 光子学报， 2022 ， 51 （ 6 ）： 274 - 282 . doi: 10.3788/gzxb20225106.0631001 http://dx.doi.org/10.3788/gzxb20225106.0631001

TANG J L ， XU X W ， CHEN T X ， et al . Preparation of self-supporting Al filter ［J］. Acta Photonica Sinica ， 2022 ， 51 （ 6 ）： 274 - 282 . （in Chinese） . doi: 10.3788/gzxb20225106.0631001 http://dx.doi.org/10.3788/gzxb20225106.0631001

王丽辉，何玲平，王孝坤，等 . 30.4 nm正入射成像系统滤光片［J］. 光学精密工程， 2008 ， 16 （ 1 ）： 42 - 47 . doi: 10.3321/j.issn:1004-924X.2008.01.008 http://dx.doi.org/10.3321/j.issn:1004-924X.2008.01.008

WANG L H ， HE L P ， WANG X K ， et al . 30.4 nm filter in normal incidence imager ［J］. Opt. Precision Eng. ， 2008 ， 16 （ 1 ）： 42 - 47 . （in Chinese） . doi: 10.3321/j.issn:1004-924X.2008.01.008 http://dx.doi.org/10.3321/j.issn:1004-924X.2008.01.008

ATTWOOD D T . Soft x-rays and Extreme Ultraviolet Radiation ： Principles and Applications ［M］. Cambridge ： Cambridge University Press ， 2000 . doi: 10.1017/cbo9781139164429 http://dx.doi.org/10.1017/cbo9781139164429

TARRIO C ， BERG R F ， LUCATORTO T B ， et al . Note： Thermally stable thin-film filters for high-power extreme-ultraviolet applications ［J］. The Review of Scientific Instruments ， 2015 ， 86 （ 11 ）： 116103 . doi: 10.1063/1.4935468 http://dx.doi.org/10.1063/1.4935468

HILL S B ， FARADZHEV N S ， RICHTER L J ， et al . Optics contamination studies in support of high-throughput EUV lithography tools ［C］. SPIE Advanced Lithography. Proc SPIE 7969 ， Extreme Ultraviolet （EUV） Lithography II， San Jose， California， USA . 2011 ， 7969 ： 202 - 213 . doi: 10.1117/12.879852 http://dx.doi.org/10.1117/12.879852

WINDT D L . IMD-Software for modeling the optical properties of multilayer films ［J］. Computers in Physics ， 1998 ， 12 （ 4 ）： 360 - 370 . doi: 10.1063/1.168689 http://dx.doi.org/10.1063/1.168689

SCHMIDT J ， KOLACEK K ， FROLOV A ， et al . Long-term changes in Al thin-film extreme ultraviolet filters ［J］. Applied Optics ， 2021 ， 60 （ 28 ）： 8766 - 8773 . doi: 10.1364/ao.432592 http://dx.doi.org/10.1364/ao.432592

王占山，马月英，张俊平，等 . 18.2nm正入射显微成像系统滤光片的研究［J］. 真空科学与技术， 1997 ， 17 （ 1 ）： 12 - 18 .

WANG ZH SH ， MA Y Y ， ZHANG J P ， et al . The filters for a 18.2 nm normal-incidence microscopic imaging system ［J］. Chinese Journal of Vacuum Science and Technology ， 1997 ， 17 （ 1 ）： 12 - 18 . （in Chinese）

张莉，吴永刚，曹鸿，等 . 软X射线激光用自支撑Zr滤光膜的制备及测量［J］. 强激光与粒子束， 2006 ， 18 （ 6 ）： 953 - 956 .

ZHANG L ， WU Y G ， CAO H ， et al . Preparation and research of free-standing Zr filter for soft X-ray laser ［J］. High Power Laser and Particle Beams ， 2006 ， 18 （ 6 ）： 953 - 956 . （in Chinese）

高凤菊，郑瑞廷，程国安 . 自支撑薄膜制备的研究进展［J］. 材料导报， 2007 ， 21 （ 6 ）： 1 - 3， 8 . doi: 10.3321/j.issn:1005-023X.2007.06.001 http://dx.doi.org/10.3321/j.issn:1005-023X.2007.06.001

GAO F J ， ZHENG R T ， CHENG G A . Research progress in preparation of self-supporting thin film ［J］. Materials Review ， 2007 ， 21 （ 6 ）： 1 - 3， 8 . （in Chinese） . doi: 10.3321/j.issn:1005-023X.2007.06.001 http://dx.doi.org/10.3321/j.issn:1005-023X.2007.06.001

PAN Y G ， LIN Z W ， WANG B ， et al . Film thickness uniformity of deep ultraviolet large aperture aspheric mirror ［J］. Chinese Optics ， 2022 ， 15 （ 4 ）： 740 - 746 . doi: 10.37188/co.2022-0005 http://dx.doi.org/10.37188/co.2022-0005

DIDKOVSKY L ， JUDGE D ， WIEMAN S ， et al . EUV SpectroPhotometer （ ESP ） in Extreme Ultraviolet Variability Experiment （ EVE ）： Algorithms and Calibrations ［M］. New York ： Springer US ， 2009 . doi: 10.1007/978-1-4614-3673-7_9 http://dx.doi.org/10.1007/978-1-4614-3673-7_9

KOLACEK K ， FROLOV A ， SCHMIDT J ， et al . Aging of Al thin film extreme ultraviolet filters ［C］. SPIE Optics + Optoelectronics. Proc SPIE 11035， Optics Damage and Materials Processing by EUV/X-Ray Radiation VII， Prague， Czech Republic . 2019 ， 11035 ： 67 - 72 . doi: 10.1117/12.2521988 http://dx.doi.org/10.1117/12.2521988

LARRUQUERT J I ， KESKI-KUHA R A M . Far ultraviolet optical properties of MgF 2 films deposited by ion-beam sputtering and their application as protective coatings for Al ［J］. Optics Communications ， 2003 ， 215 （ 1/2/3 ）： 93 - 99 . doi: 10.1016/s0030-4018(02)02229-0 http://dx.doi.org/10.1016/s0030-4018(02)02229-0

PIAO H ， MCINTYRE N S . Adventitious carbon growth on aluminium and gold-aluminium alloy surfaces ［J］. Surface and Interface Analysis ， 2002 ， 33 （ 7 ）： 591 - 594 . doi: 10.1002/sia.1425 http://dx.doi.org/10.1002/sia.1425

浏览量

1912

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

17.1 nm极紫外滤光片的制备

大口径主焦点望远镜的滤光轮机构设计与试验

静止轨道光学遥感器的滤光轮机构

微硅狭缝紫外-可见光谱仪杂散光的产生与抑制

紫外指纹检测仪的研制