[发明专利]一种超反射镜

说明书

本发明提供一种超反射镜，其包括基底，所述基底为熔石英，在所述基底上交替叠加钨膜和硅膜，靠近所述基底侧的膜为硅膜，最外层膜为钨膜，所述钨膜和所述硅膜交替设置的结构形成若干组周期多层膜。与现有技术比较本发明的有益效果在于：本发明提供了的超反射镜在0.2‑10keV波段具有较高的反射率。工作角度比较大，掠入射角可以为1.0°、1.4°和1.7°。超反射镜为多层膜结构，多层膜结构包括几个具有不同厚度的周期性膜，多层膜结构在制备时不需要精细的沉积速率控制，因此容易制备。

技术领域

本发明涉及光学薄膜技术领域，具体涉及一种超反射镜。

背景技术

在X射线波段，材料的折射率接近于1，而且吸收非常小。X射线通过材料时，折射角度非常小，透过率接近100％，反射率很小，在10E-4的量级。因此，X射线光学系统通常采用掠入射角结构，利用材料的全反射角来获得较高的反射率。当超过材料的全反射角时，反射率急剧下降；随着能量的增大，反射率下降也很快。人们通常使用多层膜技术来增大掠入射角度。多层膜技术的原理是交替沉积的薄膜，形成人工晶体，利用布拉格衍射原理实现该波段的高反射率。增大掠入射角度，意味着能够减小焦距，降低重量和成本，获得更大的集光面积。

在X射线波段，在宽角度或者宽能量具有高反射率的反射镜，通常被称为超反射镜。超反射镜在生物成像、等离子体诊断、空间探测等领域有广泛的应用。设计超反射镜的方法主要有三种，分别是Mezei法，Kozhevnikov法，和Block法。Block法获得的膜系具有几个周期结构，不需要精准的沉积速率控制，因此更容易制备。缺点是设计的膜系的反射率曲线存在较多的震荡。

发明内容

有鉴于此，为了解决现有技术中利用Block法获得的膜系的反射率曲线存在较多的震荡的问题。本发明提供一种超反射镜，其包括基底，所述基底为熔石英，在所述基底上交替叠加钨膜和硅膜，靠近所述基底侧的膜为硅膜，最外层膜为钨膜，所述钨膜和所述硅膜交替设置的结构形成若干组周期多层膜。

较佳地，所述周期多层膜的周期厚度的确定公式为：

其中，m是衍射级次，λ是波长，d是周期厚度，Γ是高密度材料在周期厚度中所占的比例，θ是掠入射角，δ_h是高密度材料折射率减小量，δ_l是低密度材料折射率减少量。

较佳地，所述基底的粗糙度小于0.25nm。

较佳地，掠入射角为1.0°时的所述超反射镜共有6组周期多层膜，6组所述周期多层膜分别对应能量为5keV、6keV、7keV、8keV、9keV和10keV的电磁波。

较佳地，与能量为5keV的电磁波所对应的所述周期多层膜的周期厚度为9.73nm，其中的周期数为1；与能量为6keV的电磁波所对应的所述周期多层膜的周期厚度为7.20nm，其中的周期数为2；与能量为7keV的电磁波所对应的所述周期多层膜的周期厚度为5.81nm，其中的周期数为3；与能量为8keV的电磁波所对应的所述周期多层膜的周期厚度为4.90nm，其中的周期数为4；与能量为9keV的电磁波所对应的所述周期多层膜的周期厚度为4.26nm，其中的周期数为6；与能量为10keV的电磁波所对应的所述周期多层膜的周期厚度为3.76nm，其中的周期数为9。

较佳地，掠入射角为1.4°时的所述超反射镜共有7组周期多层膜，7组所述周期多层膜分别对应能量为4keV、5keV、6keV、7keV、8keV、9keV和10keV的电磁波。