[发明专利]一种X射线折射闪耀光栅及制备方法

权利要求书

1.一种X射线折射闪耀光栅，其特征在于，包括从下至上依次堆叠的数层光栅基板；任一层光栅基板包括支撑基底，以及周期阵列排布、且结构相同的多个微纳棱柱，所述微纳棱柱的水平截面为三角形或梯形，

当所述微纳棱柱的水平截面为三角形，且三角形的一边与光栅周期方向垂直，所述三角形与微纳棱柱周期阵列排布方向垂直的一边的两个底角α₁、α₂满足以下公式：

mλ/d＝Mδ(1/tanα₁+1/tanα₂)；

δ＝1-n；

其中，m表示闪耀级次，λ表示所需闪耀的X射线波长，M表示每个周期内包含的棱柱数目，d表示光栅周期，n表示微纳棱柱在波长λ下的折射率实部；

当所述微纳棱柱的水平截面为梯形，且梯形的上底、下底与光栅周期方向垂直；所述梯形的上底的长度小于下底的长度，所述梯形的下底的两个底角α₃、α₄满足以下公式：

mλ/d＝Mδ(1/tanα₃+1/tanα₄)；

δ＝1-n；

其中，m表示闪耀级次，λ表示所需闪耀的X射线波长，M表示每个周期内包含的棱柱数目，d表示光栅周期，n表示微纳棱柱在波长λ下的折射率实部。

2.根据权利要求1所述的一种X射线折射闪耀光栅，其特征在于，所述微纳棱柱周期阵列排布呈矩形点阵。

3.根据权利要求1所述的一种X射线折射闪耀光栅，其特征在于，所述光栅为透射光栅；所述X射线折射闪耀光栅的周期方向与X射线入射方向垂直，且微纳棱柱的截面法线与X射线入射方向垂直。

4.根据权利要求1所述的一种X射线折射闪耀光栅，其特征在于，所述微纳棱柱和支撑基底采用硅、铬、氮化硅、镁、铝、锗、塑料、SU-8光刻胶其中之一的材料。

5.一种根据权利要求1～4任一项所述的X射线折射闪耀光栅的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据所需闪耀的X射线求得X射线折射闪耀光栅的周期参数，得到待加工的光栅图形；

在双面抛光的待加工的光栅基板上镀一层20nm金膜，在金膜上涂制一层70nm-100nm光刻胶；根据光栅图形并利用电子束光刻和光刻胶显影，得到光栅光刻胶图形；

采用离子束刻蚀将光栅光刻胶图形转移到金膜上，并去除残留的光刻胶，得到折射闪耀光栅的金纳米结构；

采用金属催化化学腐蚀法，以折射闪耀光栅的金纳米结构作为局部阴极，并浸没在4.5mol/L氟化氢和0.15mol/L双氧水的混合溶液中，利用垂直方向的腐蚀，得到光栅基板；

采用堆叠数层光栅基板获得X射线折射闪耀光栅。