一种用于70~100nm真空紫外波段的偏振多层膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种用于70～100nm真空紫外波段的偏振多层膜及其制备方法，属于薄膜制备技术领域。本发明专利技术采用“亚四分之一波长”设计思想，与非周期多层膜技术相结合，实现70～100nm的真空紫外波段，能量连续可调的宽带的偏振多层膜。横向梯度多层膜与非周期多层膜是极紫外与软X射线波段范围内实现宽通带的两种方法。在极紫外与软X射线波段，横向梯度多层膜可以实现宽带可调的基础在于，所有材料的光学常数都接近于1，因此多层膜物理周期厚度约等于其光学厚度，所以当实现多层膜物理厚度在横向梯度方向上线性变化时，就实现了在横向梯度方向上光学厚度的线性变化，进而实现宽带可调，即在较高反射率前提下，实现了偏振度的提高。

【技术实现步骤摘要】
一种用于70～100nm真空紫外波段的偏振多层膜及其制备方法
本专利技术涉及薄膜制备
，尤其涉及一种用于70～100nm真空紫外波段的偏振多层膜及其制备方法。
技术介绍
真空紫外波段介于极紫外波段与可见光波段之间，这一波段内存在着大量轻元素的共振线。近几十年，随着高亮度同步辐射光源的迅速的发展，人们对材料在这一波段内光学性能的表征的研究兴趣日益增强。偏振特性是同步辐射光源的优异特性之一，通过测量材料引起的光强和偏振状态的变化就可以获得相关材料的重要信息。要实现真空紫外波段偏振的定量测量就需要研究同步辐射真空紫外波段光束线的偏振状态，研制相应工作波段的偏振光学元件，并且需要建立相应的同步辐射光源的偏振测量的装置。在可见光和紫外光波段内，透射材料(如方解石、MgF2等)的双折射特性可以使其制成检偏器、起偏器以及相移片。多层膜可以作为软X射线波段的偏振元件。硅和石墨等单晶可以作为硬X射线波段(3KeV以上)的偏振元件。在真空紫外波段范围内，可以利用全反射临界角附近的多次反射来制成偏振元件，通过调整角度可以改变对应的工作能区。然而由于在这一波段内材料表现出的强吸收的特性，可以充当光学薄膜的材料相比于软X射线与极紫外波段就少很多，这一特点决定了设计真空紫外波段的光学薄膜元件极其困难，设计方法也不同于传统的基于“四分之一波长膜系”的光学薄膜元件。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种用于70～100nm真空紫外波段的偏振多层膜及其制备方法。本专利技术提供的偏振多层膜能够实现在较高反射率前提下的高偏振度，解决了现有的偏振元件通量低的难题。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种用于70～100nm真空紫外波段的偏振多层膜，包括在基底表面依次层叠设置的第一Si层、第一Al层、第一MgF2层、第二Si层、第二Al层、第二MgF2层、第三Si层、第三Al层和第三MgF2层；当所述真空紫外波段的波长为70～90nm，所述真空紫外波段的光以60°入射时，所述第一Si层的厚度为20±1.2nm，所述第一Al层的厚度为2±0.12nm，所述第一MgF2层的厚度为0.5±0.03nm，所述第二Si层的厚度为30±1.8nm，所述第二Al层的厚度为30±1.8nm，所述第二MgF2层的厚度为7.7±0.462nm，所述第三Si层的厚度为1.8±0.108nm，所述第三Al层的厚度为0.5±0.03nm，所述第三MgF2层的厚度为6.32±0.3792nm；所述偏振多层膜的厚度为98.82±5.9292nm；当所述真空紫外波段的波长为70～90nm，所述真空紫外波段的光以45°入射时，所述第一Si层的厚度为15.4±0.924nm，所述第一Al层的厚度为2.48±0.1488nm，所述第一MgF2层的厚度为2.48±0.1488nm，所述第二Si层的厚度为0.5±0.03nm，所述第二Al层的厚度为5.44±0.3264nm，所述第二MgF2层的厚度为7.57±0.4542nm，所述第三Si层的厚度为4.7±0.282nm，所述第三Al层的厚度为0.5±0.03nm，所述第三MgF2层的厚度为5±0.3nm；所述偏振多层膜的厚度为44.07±2.6442nm；当所述真空紫外波段的波长为90～100nm，所述真空紫外波段的光以60°入射时，所述第一Si层的厚度为5±0.3nm，所述第一Al层的厚度为20±1.2nm，所述第一MgF2层的厚度为5.15±0.309nm，所述第二Si层的厚度为0.5±0.03nm，所述第二Al层的厚度为9.08±0.5448nm，所述第二MgF2层的厚度为8.22±0.4932nm，所述第三Si层的厚度为0.5±0.03nm，所述第三Al层的厚度为2.6±0.156nm，所述第三MgF2层的厚度为14.65±0.879nm；所述偏振多层膜的厚度为65.7±3.942nm；当所述真空紫外波段的波长为90～100nm，所述真空紫外波段的光以45°入射时，所述第一Si层的厚度为8±0.48nm，所述第一Al层的厚度为20±1.2nm，所述第一MgF2层的厚度为5.15±0.309nm，所述第二Si层的厚度为0.5±0.03nm，所述第二Al层的厚度为21±1.26nm，所述第二MgF2层的厚度为10.6±0.636nm，所述第三Si层的厚度为6.53±0.3918nm，所述第三Al层的厚度为0.5±0.03nm，所述第三MgF2层的厚度为8.8±0.528nm；所述偏振多层膜的厚度为81.08±4.8648nm。优选地，当所述真空紫外波段的波长为70～90nm，所述真空紫外波段的光以60°入射时，所述第一Si层的厚度为20nm，所述第一Al层的厚度为2nm，所述第一MgF2层的厚度为0.5nm，所述第二Si层的厚度为30nm，所述第二Al层的厚度为30nm，所述第二MgF2层的厚度为7.7nm，所述第三Si层的厚度为1.8nm，所述第三Al层的厚度为0.5nm，所述第三MgF2层的厚度为6.32nm。优选地，当所述真空紫外波段的波长为70～90nm，所述真空紫外波段的光以45°入射时，所述第一Si层的厚度为15.4nm，所述第一Al层的厚度为2.48nm，所述第一MgF2层的厚度为2.48nm，所述第二Si层的厚度为0.5nm，所述第二Al层的厚度为5.44nm，所述第二MgF2层的厚度为7.57nm，所述第三Si层的厚度为4.7nm，所述第三Al层的厚度为0.5nm，所述第三MgF2层的厚度为5nm。优选地，当所述真空紫外波段的波长为90～100nm，所述真空紫外波段的光以60°入射时，所述第一Si层的厚度为5nm，所述第一Al层的厚度为20nm，所述第一MgF2层的厚度为5.15nm，所述第二Si层的厚度为0.5nm，所述第二Al层的厚度为9.08nm，所述第二MgF2层的厚度为8.22nm，所述第三Si层的厚度为0.5nm，所述第三Al层的厚度为2.6nm，所述第三MgF2层的厚度为14.65nm。优选地，当所述真空紫外波段的波长为90～100nm，所述真空紫外波段的光以45°入射时，所述第一Si层的厚度为8nm，所述第一Al层的厚度为20nm，所述第一MgF2层的厚度为5.15nm，所述第二Si层的厚度为0.5nm，所述第二Al层的厚度为21nm，所述第二MgF2层的厚度为10.6nm，所述第三Si层的厚度为6.53nm，所述第三Al层的厚度为0.5nm，所述第三MgF2层的厚度为8.8nm。本专利技术还提供了上述技术方案所述的偏振多层膜的制备方法，包括以下步骤：在基底表面依次进行第一Si层、第一Al层、第一MgF2层、第二Si层、第二Al层、第二MgF2层、第三Si层、第三Al层和第三MgF2层的磁控溅射。优选地，所述磁控溅射的本底真空大于9E-5Pa；所述磁控溅射的工作气体为Ar，所述Ar的流量为20sccm，Ar的压强为0.25Pa。优选地，溅射所述第一MgF2层、第二Mg本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于70～100nm真空紫外波段的偏振多层膜，其特征在于，包括在基底表面依次层叠设置的第一Si层、第一Al层、第一MgF

【技术特征摘要】
1.一种用于70～100nm真空紫外波段的偏振多层膜，其特征在于，包括在基底表面依次层叠设置的第一Si层、第一Al层、第一MgF2层、第二Si层、第二Al层、第二MgF2层、第三Si层、第三Al层和第三MgF2层；
当所述真空紫外波段的波长为70～90nm，所述真空紫外波段的光以60°入射时，所述第一Si层的厚度为20±1.2nm，所述第一Al层的厚度为2±0.12nm，所述第一MgF2层的厚度为0.5±0.03nm，所述第二Si层的厚度为30±1.8nm，所述第二Al层的厚度为30±1.8nm，所述第二MgF2层的厚度为7.7±0.462nm，所述第三Si层的厚度为1.8±0.108nm，所述第三Al层的厚度为0.5±0.03nm，所述第三MgF2层的厚度为6.32±0.3792nm；所述偏振多层膜的厚度为98.82±5.9292nm；
当所述真空紫外波段的波长为70～90nm，所述真空紫外波段的光以45°入射时，所述第一Si层的厚度为15.4±0.924nm，所述第一Al层的厚度为2.48±0.1488nm，所述第一MgF2层的厚度为2.48±0.1488nm，所述第二Si层的厚度为0.5±0.03nm，所述第二Al层的厚度为5.44±0.3264nm，所述第二MgF2层的厚度为7.57±0.4542nm，所述第三Si层的厚度为4.7±0.282nm，所述第三Al层的厚度为0.5±0.03nm，所述第三MgF2层的厚度为5±0.3nm；所述偏振多层膜的厚度为44.07±2.6442nm；
当所述真空紫外波段的波长为90～100nm，所述真空紫外波段的光以60°入射时，所述第一Si层的厚度为5±0.3nm，所述第一Al层的厚度为20±1.2nm，所述第一MgF2层的厚度为5.15±0.309nm，所述第二Si层的厚度为0.5±0.03nm，所述第二Al层的厚度为9.08±0.5448nm，所述第二MgF2层的厚度为8.22±0.4932nm，所述第三Si层的厚度为0.5±0.03nm，所述第三Al层的厚度为2.6±0.156nm，所述第三MgF2层的厚度为14.65±0.879nm；所述偏振多层膜的厚度为65.7±3.942nm；
当所述真空紫外波段的波长为90～100nm，所述真空紫外波段的光以45°入射时，所述第一Si层的厚度为8±0.48nm，所述第一Al层的厚度为20±1.2nm，所述第一MgF2层的厚度为5.15±0.309nm，所述第二Si层的厚度为0.5±0.03nm，所述第二Al层的厚度为21±1.26nm，所述第二MgF2层的厚度为10.6±0.636nm，所述第三Si层的厚度为6.53±0.3918nm，所述第三Al层的厚度为0.5±0.03nm，所述第三MgF2层的厚度为8.8±0.528nm；所述偏振多层膜的厚度为81.08±4.8648nm。


2.根据权利要求1所述的偏振多层膜，其特征在于，当所述真空紫外波段的波长为70～90nm，所述真空紫外波段的光以60°入射时，所述第一Si层的厚度为20nm，所述第一Al层的厚度为2nm，所述第一MgF2层的厚度为0.5nm...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱杰，朱忆雪，金宇，陈溢祺，冀斌，朱东风，朱运平，金长利，
申请(专利权)人：苏州江泓电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32