1 中国计量大学 计量测试工程学院，浙江 杭州 310018
2 上海市计量测试技术研究院，上海 201203
3 上海在线检测与控制技术重点实验室，上海 201203
线边缘粗糙度（LER）和线宽粗糙度（LWR）是衡量线宽标准样片质量的重要指标。文中基于自溯源光栅标准物质的自溯源、高精密尺寸结构特性，提出了一种直接溯源型精确校准SEM放大倍率的方法，以实现SEM对线宽标准样片关键参数的测量与表征。利用校准后的SEM，对利用Si/SiO2多层膜沉积技术制备的线宽名义值为500、200、100 nm样片进行关键参数的测量，采用幅值量化参数的均方根粗糙度 RMS描述线边缘粗糙度与线宽粗糙度，并通过图像处理技术确定线边缘位置，对线宽边缘特性进行了精确表征。实验结果表明，名义值为500、200、100 nm对的线宽样片，其实测值分别为459.5、191.0、99.5 nm，$ {\sigma }_ {\rm{LER}} $分别为2.70、2.35、2.30 nm，$ {\sigma }_ {\rm{LWR}} $分别为3.90、3.30、2.80 nm，说明了多层膜线宽标准样片线边缘较为平整、线宽变化小、具有良好的均匀性与一致性。基于自溯源标准物质校准SEM的方法缩短了溯源链，提高了SEM的测量精度，实现了线宽及其边缘特性的精确表征，为高精度纳米尺度测量和微电子制造领域提供了计量支持。
自溯源标准物质 SEM放大倍率 线边缘粗糙度 线宽粗糙度 多层膜线宽 self-traceable reference material SEM magnification line edge roughness line width roughness multilayer film line width 红外与激光工程
2024, 53(1): 20230475
1 中国科学院微电子研究所，北京 100029
2 中国科学院电工研究所，北京 100190
3 中国科学院大学，北京 100049
4 中国科学院上海高等研究院上海同步辐射光源，上海 201800
针对X射线波带片对大高宽比的应用需求，采用原子层沉积法在光滑的金属丝表面生长膜厚可高精度控制的多层膜环带结构，再利用聚焦离子束切片技术获得大高宽比的多层膜X射线波带片。采用复振幅叠加法设计了以Al2O3/HfO2分别为明环和暗环材料的X射线波带片，实验上利用原子层沉积在直径为72 μm的金丝表面交替沉积了10.11 μm的Al2O3/HfO2多层膜，环带数为356，总直径为92.22 μm，最外环宽度为25 nm。通过聚焦离子束切割得到高为1.08 μm、高宽比达43∶1的X射线多层膜菲涅耳波带片。该波带片应用于上海光源（BL08U1A）软X射线成像线站时，在1.2 keV X射线下实现聚焦成像功能，展现出利用该技术制备多层膜X射线波带片的潜力。
X射线菲涅耳波带片 原子层沉积 聚焦离子束 大高宽比 多层膜 光学学报
2023, 43(11): 1134001
1 苏州大学光电科学与工程学院, 江苏 苏州215006
2 江苏省先进光学制造技术重点实验室暨教育部现代光学技术重点实验室, 江苏 苏州 215006
3 湖北大学材料科学与工程学院, 湖北 武汉 430062
4 哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所, 黑龙江 哈尔滨 150001
现有的辐射降温器件不具有自适应性,即只能降温不能升温。为了实现升温和降温的双重功能,并且能够随环境温度改变而自动切换,本文聚焦于一种基于二氧化钒的自适应温度调控器,系统地讨论其光热调控原理、技术瓶颈和实现途径。利用传输矩阵和遗传算法相结合的方法,设计和优化由谐振腔和滤波器集成的多层结构,获得太阳吸收比为0.1、高温发射率为0.76和发射率差值为0.7的优异光热调控性能。在此基础上,根据实际环境预测该优化结构的实时温度响应,从理论验证其自适应温度调控功能。该研究为基于二氧化钒的自适应温度调控提供一种可供选择的解决方案,为智能热控的技术发展提供了相应技术储备。
光学器件 多层膜 二氧化钒 辐射制冷 自适应温度调控 遗传算法 光学学报
2021, 41(15): 1523001
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Optics and Optical Engineering, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
2 School of Science, Hubei University of Technology, Wuhan 430068, China
3 School of Physics and Electronic Science, Fuyang Normal University, Fuyang 236037, China
To solve the issue of the contradiction between photovoltaic power generation and plant photosynthesis for sunlight demand, we propose a design method of multi-passband polymer multilayer optical structure. Using polycarbonate (PC) and polymethyl methacrylate (PMMA), two polymer materials with different refractive indices, the passband position and passband bandwidth are calculated and adjusted by the transmission matrix method and TFCalc software. A 450 nm, 660 nm, and 730 nm three-passband filter was realized by superimposing stacks of different band positions. The feasibility of the photovoltaic agriculture was confirmed by the power generation efficiency and the actual plant growth.
polymer multilayer film design multi-passband photovoltaic power generation photosynthesis photovoltaic agriculture Chinese Optics Letters
2021, 19(11): 112201
1 山东理工大学物理与光电工程学院, 山东 淄博 255000
2 青岛大学物理科学学院, 山东 青岛 266071
超短超高能量脉冲激光作为研究光和物质相互作用的有力手段得到了广泛研究。啁啾脉冲放大系统是产生这种激光的关键部分,其中脉宽压缩光栅作为啁啾脉冲放大系统的核心组成器件,具有至关重要的作用。金属/介质膜光栅具有高衍射效率、宽工作带宽、高激光损伤阈值等优良特性,受到了广泛关注。详细综述了金属/介质膜脉宽压缩光栅的发展概况,重点分析了金属/介质膜光栅的设计原理和制作工艺,展望了金属/介质膜光栅的发展前景,旨在增进对金属/介质膜脉宽压缩光栅的了解。
光学器件 衍射光栅 多层膜 啁啾 脉宽压缩 激光与光电子学进展
2020, 57(1): 010004
1 中国科学院上海光学精密机械研究所强激光材料重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室, 上海 201800
基于高反射膜层和Gires-Tournois(G-T)腔, 优化设计了一对低振荡高色散镜。该色散镜对的中心波长为800 nm, 能够在680~920 nm的带宽范围内提供-200 fs2的平坦的群延迟色散。基于双离子束溅射工艺, 利用Nb2O5和SiO2制备了低振荡高色散镜对, 并将其应用于800 nm钛宝石激光器系统。通过高色散镜对2次,100.8 fs 激光脉冲被压缩至19 fs。
薄膜 多层膜设计 干涉薄膜 脉冲压缩 钛宝石激光 中国激光
2018, 45(10): 1003001
北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室, 北京100081
10 nm以下光刻技术牵引极紫外(EUV)光刻物镜向超高数值孔径(NA)、组合倍率设计形式发展,物镜系统的入射角和入射角范围因此急剧增大,传统规整膜和横向梯度膜难以满足该类物镜系统反射率及像质要求。为此,提出了横纵梯度膜组合法,用横向梯度膜提高反射率,用纵向梯度膜提高反射率均匀性,并补偿横向梯度膜引入的像差。应用该方法对一套NA为0.50的组合倍率EUV光刻物镜进行膜层设计,设计结果表明,在保证系统成像性能不变的情况下,平均每面反射镜的反射率大于60%,各反射镜的反射峰谷值均小于3.5%,满足光刻要求,验证了横纵梯度膜组合法的可行性。
光学设计 多层膜 反射系统 极紫外光刻
辽宁科技大学 材料与冶金学院,辽宁 鞍山 114051
室温下在玻璃和聚酰亚胺两种不同衬底上,采用射频磁控溅射法溅射掺铝氧化锌(AZO)粉末靶和固体Ag靶,制备了两组AZO/Ag/AZO 3层透明导电薄膜,研究了AZO层厚度对不同衬底3层膜结构和光电性能的影响。结果表明: 不同衬底的两组AZO/Ag/AZO薄膜均为多晶膜。当Ag层厚度不变时,随着AZO层厚度的增加,两组薄膜电学性能变化不大,透射峰向长波方向移动。玻璃和PI衬底上制备的AZO(30 nm)/Ag(14 nm)/AZO(30 nm)薄膜,在550 nm处的透光率分别为85%和70%,方块电阻分别为2.6 Ω/□和4.6 Ω/□。
粉末靶 有机衬底 多层透明导电薄膜 磁控溅射 powder target organic substrate TCO multilayer film magnetron sputtering
1 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
相比透射型组合滤波器件，提出了只需要由一种反射元件构成的反射型组合滤波器件的光路。在保证角谱选择性的前提下，降低了设计和制备的难度。另外，通过膜系设计和电场强度比较，发现此反射型组合器件具有比透射型组合器件更高的抗激光损伤阈值(LIDT)。因此，为反射型介质膜组合滤波器件的制备和应用奠下了基础，具有重要的指导意义。
光学器件 反射组合器件 介质膜 激光损伤阈值
同济大学 物理科学与工程系 精密光学工程技术研究所, 上海 200092
针对“水窗”波段(280~540 eV)对多层膜反射镜的应用需求, 在Ti的L吸收边(452.5 eV)附近, 优化设计了Co/Ti多层膜的膜系结构。计算了不同界面粗糙度条件下的反射率, 结果显示, 界面粗糙度对多层膜反射率有较大影响。采用直流磁控溅射方法在超光滑硅基片上制备了Co/Ti多层膜, 通过将氮气引入原有的溅射气体氩气中作为反应气体, 明显减小了制备的多层膜的界面粗糙度。利用X射线掠入射反射实验和透射电子显微镜测试了多层膜结构, 并在北京同步辐射装置(BSRF)3W1B实验站测量了不同氮气浓度下多层膜的反射率。结果显示, 氮气含量为5%的溅射气体制备的多层膜样品反射率最高, 即将纯氩气溅射制备得到的反射率9.5%提高到了12.0%。得到的结果表明, 将氮气加入反应溅射气体可以有效改善Co/Ti多层膜的性能。
Co/Ti多层膜 磁控溅射 反应溅射 同步辐射 反射率 Co/Ti multilayer film magnetron sputtering reactive sputtering synchronous radiation reflectivity
