[发明专利]一种具有长焦深的冷中子聚焦波带片及其制备方法

权利要求书

1.一种具有长焦深的冷中子聚焦波带片，其特征在于，所述波带片为振幅型冷中子波带片或相位型冷中子波带片；振幅型冷中子波带片将一组相邻的透中子半波带和不透中子半波带作为一个波带；相位型冷中子波带片将一组相邻的不改变相位的半波带和改变相位的半波带作为一个波带；相邻波带间的波带面积线性增加或线性减少；

焦深为n为波带序数，λ为冷中子波长，Δs为相邻波带面积改变量。

2.根据权利要求1所述的具有长焦深的冷中子聚焦波带片，其特征在于，当所述波带片为振幅型中子波带片时，波带片中心位置的半波带为透中子半波带或不透中子半波带。

3.根据权利要求1所述的具有长焦深的冷中子聚焦波带片，其特征在于，所述不透中子半波带所用材料为Gd。

4.根据权利要求3所述的具有长焦深的冷中子聚焦波带片，其特征在于，所述不透中子半波带厚度范围为0.7微米到6微米。

5.根据权利要求1所述的具有长焦深的冷中子聚焦波带片，其特征在于，所述改变相位的透中子半波带材料为Ni。

6.根据权利要求5所述的具有长焦深的冷中子聚焦波带片，其特征在于，所述改变相位的透中子半波带厚度范围为1.2849微米到12.849微米。

7.根据权利要求1-6任意项所述的具有长焦深的冷中子聚焦波带片的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)根据入射波长λ、中心焦距f₀、波带序数n确定波带片半径r_n和中心焦距f₀对应的波带面积S₀；

(2)根据入射波长λ、波带序数n、中心焦距f₀、中心焦距f₀对应的波带面积S₀确定相邻波带面积变化量Δs；

(3)根据相邻波带面积变化量Δs、中心焦距f₀对应的波带面积S₀确定各波带面积和波带边缘到波带片中心的距离r；

(4)根据波带片类型在硅基片上依次磁控溅射Cr、Gd、Cr或Cr、Ni、Cr三层材料得到模板；

(5)光刻，并对模版进行刻蚀得到具有长焦深的冷中子聚焦波带片。

8.根据权利要求7所述的具有长焦深的冷中子聚焦波带片的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中具体包括以下步骤：

若为振幅型波带片，则在硅基片上依次磁控溅射不同厚度的Cr、Gd和Cr三层材料；

若为相位型波带片，则在硅基片上依次溅射或电镀不同厚度Cr、Ni和Cr三层材料。

9.根据权利要求8所述的具有长焦深的冷中子聚焦波带片的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中具体包括以下步骤：

根据设计参数先进行光刻，光刻后，若为振幅型波带片，则利用氯和二氧化碳的混合气体，对模版进行刻蚀，并利用硫酸溶液将未被Cr材料遮盖的处于透中子半波带上的Gd材料去除；

若为相位型波带片，则利用氧/CF₄对模版进行刻蚀。