高精度同步輻射鏡片
同步輻射是當(dāng)前許多科學(xué)和工業(yè)領(lǐng)域中的高性能儀器。對這種光源的日益關(guān)注為基礎(chǔ)和應(yīng)用研究開辟了新的可能性。同步輻射射線工具將研究者帶入了原子尺度的世界,這歸功于同步輻射的極小波長和超高真空室。因此,對所使用的光學(xué)元件有非常嚴(yán)格的規(guī)格要求。高熱導(dǎo)率和低熱膨脹對同步輻射鏡片鏡片基底(低的形變)來說是必要的,同時還需要良好的光學(xué)加工性能和長期穩(wěn)定性。
以掠入射光學(xué)元件的質(zhì)量以表面形狀誤差為特征,這是一種描述實際形狀與理想表面之間最大(PV)或平均(RMS)偏差的術(shù)語。由于斜入射光學(xué)元件的聚焦質(zhì)量主要由表面上的斜率分布決定,因此更常用RMS斜率誤差作為全局形狀精度的規(guī)格要求。典型值為0.05微弧度/ RMS(用于平面表面)至0.1微弧度/ RMS(非球面表面)。在可視化干涉檢測中,形狀精度作為測試波長(PV或RMS)的一部分來使用,例如“λ/130(RMS)@ 633nm” - 在測試波長λ=632.8nm下。干涉測量技術(shù)最適合于平面和球面表面。如果使用組件特定的零透鏡,還可以測試非球面表面。該透鏡可以補(bǔ)償由非球面變形引起的波前像差。微粗糙度可以通過微干涉儀或3D光學(xué)輪廓儀進(jìn)行測量,分辨率應(yīng)優(yōu)于0.1nm,例如Zygo公司的“NewView 5000”。
同步輻射鏡的典型表面幾何形狀:
? 平面=>(達(dá)到最佳斜率誤差);
? 球體、圓柱體=>(非常好的斜率誤差);
? 超環(huán)面、橢圓/拋物柱體、橢圓環(huán)=>(良好的斜率誤差);
? 橢球(旋轉(zhuǎn))、拋物面、雙曲面;自由形表面=>(良好的斜率誤差)。
同步輻射鏡的典型基板材料:
對于低同步輻射通量:
o Zerodur?、Astrositall?(Sitall CO-115M)
o 熔融石英
o ULE?
o 玻璃(Pyrex,BK7等)
對于高同步輻射通量:
o 硅(單晶)
o 碳化硅(CVD)
o 鍍電鎳層的銅
o 鍍電鎳層的鋁
制造技術(shù):
同步輻射鏡有兩種技術(shù):直接制造和負(fù)模具復(fù)制。
直接制造過程通常包括以下步驟:
1. 研磨用于預(yù)制造基板和光學(xué)表面幾何形狀;
2. 蝕刻用于減小應(yīng)力和亞表面損傷;
3. 研磨用于在側(cè)面實現(xiàn)良好的熱接觸,并優(yōu)化光學(xué)表面以進(jìn)行后續(xù)步驟;
4. 拋光用于通過多個步驟來修正和平滑表面。
為了達(dá)到所需的質(zhì)量,測量和拋光之間需要非常密切的交互作用。根據(jù)鏡子的幾何形狀和所需的精度,殘余誤差的細(xì)微修正必須通過以下方式進(jìn)行:
? 傳統(tǒng)拋光;用于平面和球面鏡子,rms粗糙度:<2 nm;~4 ?(磁流變)
? 計算機(jī)控制的細(xì)微修正拋光工具;用于高端非球面成像(<0.1微弧度)
? 離子束;用于任何形狀的光學(xué)表面的高端成像(<0.1微弧度)
? 金屬鏡子也可以通過金剛石車削方法和復(fù)制技術(shù)進(jìn)行制造。
涂層:
常用的涂層材料:Au,Pt,Rh,Ni,Pd,Al,Si,Ru,SiO2,Al/MgF2等。在某些情況下(例如Ru),需要一層薄的Cr粘結(jié)層(約0.4 nm)來減小應(yīng)力并保持微粗糙度性能。實際上,每個涂層生產(chǎn)商都擁有“藝術(shù)涂層”超紫外高反射鏡的專業(yè)知識。同時我們還可以提供“special EUV HR”(=> XUV),適用于λ < 50nm。不同金屬涂層的VUV鏡子在AOI = 75度下的理論反射率(理論上,非偏振)如下:
鉑 | 金 Standard EUV (Au_40nm/ Cr_binder) | 鎳 |
R=60% (55-58%)@200nm -65nm | R=60% (55-58%)@200nm -65nm | R=64% (68-60%)@200nm -120nm |
R=66% (60-69%)@ 65nm -27nm | R=62% (55-65%)@ 65nm -25nm | R=58% (60-56%)@120nm - 40nm |
R=57% (60-55%)@ 27nm -22nm |
| R=65% (70-60%)@ 41nm - 30nm |
R=62% (60-65%)@ 22nm -12nm | R=64% (61-70%)@ 25nm -15nm | R=45% (60-30%)@ 30nm - 20nm |
R=52% (55-50%)@ 12nm -10nm | R=65% (71-70%)@ 15nm - 9nm | R=35% (30-40%)@ 20nm - 16nm |
Au、C和Be鍍層在1埃下的反射率及在臨界角下的能力帶寬

眾星聯(lián)恒科技可以提供的同步輻射鏡類型:
基底材料: Sitall CO-155M (Zerodur); Fused Silica; Si; SiC CVD etc. |
HR COATING (with Ion Beam Assistance): Standard EUV: HR @ 25- 200 nm at AOI Special EUVXUV HR @ 2-70 nm at AOI |
| 極限參數(shù) | 標(biāo)準(zhǔn)參數(shù) |
尺寸 | Up to 1200 mm | Up to 500 mm |
有效尺寸 | Up to 100 % | 90 % |
曲率公差 | Down to 0.01 % | 0.5 % |
微粗糙度 [nm], RMS | 0.4 | ~2 |
斜率誤差 [microRad], RMS | 0.1 – 縱向 0.5 – 橫向 | 5-縱向 15 – 橫向 |
面型精度 for λ test =632nm | λ / 130 | λ / 25 |
加工項目示例:
SPECIFICATIONS (shape;dimensions; radii ±0.5%;Roghtness/rms;accuracy λ/N; ? work/ahgle) |
Cylinder 510x85mm; R-4590mm; ±0.5%; 3nm; λ/30; HR@5-50nm/82°; 2pc |
Cylinder 320x85mm; R-7850mm;±0.5%;3nm;λ/30; HR@5-50nm/82°; 2pc |
Cylinder 310x75mm; R-8920mm;±0.5%;2nm;λ/40; HR@1-70nm/86°; 2pc |
Plane 320x85mm; 2nm; λ/40@632nm; HR@1-70nm/86°; |
Toroid 60x5mm; R-5580mm;r-25.0mm ±0.1%;2nm;λ/35; HR@6-150nm/85°; 4pc |
Plane 160x45mm; 0.3nm; λ/75@632nm; Cr-Filter@0.1-1nm/15°; 4pc |
Toroid 46x4mm(10x10)mrad; R-4590mm;r-35.0mm ±0.5%;2nm;λ/20; HR@0.04-0.5nm/85° |
Toroid 46x4mm(10x10)mrad; R-9180mm;r-66.0mm ±0.5%;2nm;λ/20; HR@0.04-0.5nm/85° |
Toroid 70x10mm, CA60x10; R-13800mm;r-26.2mm ±0.5%;3nm;λ/20; HR@5-70nm/86°; 4pcs |
OAParab175°; 70x75mm;SFL=300mm±0.1%;3nm;λ/20; HR@5-70nm/87.5°; 4pcs |
Toroid 65x15mm, CA60x10; R-11500mm;r-31.4mm ±0.5%;3nm;λ/20; HR@5-70nm/87°; 4pcs |
Toroid 105x18mm,CA100x16;R-11000mm;r-35.0mm ±0.5%;3nm;λ/20; HR@5-40nm/88°; |
OA Parab 100x25mm;CA~95%; SFL=700mm±0.5%;1.6nm;λ/60;HR@10-100nm/86°; |
OA Hyperbolic 80x20mm;CA~95%; SFL=200mm±0.5%;1.6nm;λ/60;HR@10-100nm/86°; |
OA Elliptical(rotary) 120x20mm;EFL=310mm ±0.5%; 2nm; λ/40; HR@20-120nm |
Toroid 50x10mm,CA100%; R-11470mm;r-31.42mm ±0.5%;2nm;λ/20; HR@10-70nm/87°; 2pcs |
Plane Mirror 45x12mm,CA40x10 mm; 2nm;λ/20; HR@10-70nm/86.5°; |
Toroid 143x10mm; R-11500mm;r-31.4mm ±0.5%;3nm;λ/20; HR@5-70nm/85°; 2pcs |
Toroid 80x 7mm; R-11500mm;r-31.4mm ±0.5%;3nm;λ/20; HR@5-70nm/85°; |
Toroid 120x 17mm; R-14500mm;r-71.4mm ±0.2%;0.5nm;λ/40; HR@5-70nm/87°; |
Torroid 40x10mm,CA100%; R-8286mm;r-27.87mm ±0.1%; 0.3nm; λ/60; HR@1-70nm/86°; |
Plane Mirror 65x20mm,CA62x15 mm; 0.3nm; λ/70@632nm; HR@1-70nm/87°; 2pcs |
Toroid 60x18mm; R-15286mm;r-41.87mm ±0.4%;2nm;λ/30; HR@5-100nm/87°; 2pcs |
OA Elliptical cylinder 200x30mm; F±0.4%; 0.4nm;λ/45; PV:1.5 nm; HR@1-40nm/87°; 1pc |
Toroid 60x18mm; R-15286mm;r-41.87mm ±0.4%;2nm;λ/30; HR@5-100nm/87°; 2pcs |
Toroid 340x60mm;R-38260mm;r-235.4mm±0.1%;<0.5nm;λ/50(rms0.8’’);HR@0-50nm/87° |
FS PLMir 220x99.2mm, CA(200x80)mm; <0.5nm; pv-λ/5(rms-λ/30); HR(Cr)@1-100nm/0°; 2pc “Slope Error 4 urad(rms)” |
OAParab10° ?406x75mm;CA?380;SFL=2000mm±0.1%;60/40s/d;λ/10;HR(Al+)@240-1100nm; |
OA Parab 80x25mm;CA~95%; SFL=400mm±0.5%; 2nm; λ/50; HR@10-100nm/87°; M4(3pc) |
OA Parab 80x25mm;CA~95%; SFL=200;=400;=600mm±0.5%; 2nm; λ/35; HR@10-100nm/83°; 1pc:M1,M2,M3 |
ELLIPSOIDAL MIRROR for FE Laser 120x40mm; CA~90%; a=3100mm, b=288mm; EFL=200mm±0.5%; 2nm; λ/12; HR@10-60nm/75°; |