论文部分内容阅读
X射线光栅是X射线光谱仪中的核心色散元件，而X射线光谱仪是等离子体诊断和太空探测方面的重要工具。X射线的波长短、穿透能力强，要求X射线透射光栅具有高线密度、大高宽比、陡直剖面等结构特点。本论文针对X射线透射光栅在X射线光谱仪中的应用，研究了高线密度X射线透射光栅的制备工艺，深入研究了电子束光刻工艺和X射线光刻工艺结合纳米电镀技术制作高线密度X射线透射光栅的工艺技术，成功制作了6666线/毫米的X射线透射光栅，并对光栅进行了衍射效果测试。另外，根据光栅耦合表面等离子体共振理论，设计出了基于高线密度金栅条光栅的滤波器和传感器。
论文的主要工作有:
(1)研究了镂空薄膜支撑的X射线透射光栅制备工艺，通过先镂空薄膜再进行电子束光刻，消除了电子背散射产生的临近效应影响，通过PMMA抗蚀剂工艺解决了ZEP520A显影后抗蚀剂光栅倒塌等问题;
(2)研究了PMMA SX AR-N4800/16光学光刻胶工艺，解决了镂空薄膜的光刻工艺与普通光学光刻工艺不兼容，导致薄膜褶皱、光栅损坏等问题;
(3)研究了6666线/毫米光栅的X射线光刻工艺，消除了X射线衍射对光刻图形的影响，通过X射线光刻成功复制了6666线/毫米的X射线透射光栅;
(4)搭建了X射线透射光栅的测试系统，对电子束光刻工艺和X射线光刻工艺制作的6666线/毫米光栅进行了中能段X射线的衍射测试;
(5)研究了金属光栅耦合表面等离子体共振理论，通过时域有限差分法对金属光栅的近场光学特性进行数值仿真计算，设计了基于金栅条光栅的光栅耦合共振滤波器和光栅耦合共振传感器。