我国光栅研制达到实用水平

　　 中国科技大学国家同步辐射实验室在完成“211"工程同步辐射光学实验
室建设和中科院“九五”重大项目“合肥同步辐射装置的应用研究”中，在
国内攻克了X射线和真空紫外波段光学元件制作中的关键技术，采用国际上
先进的全息－离子束刻蚀方法，研制成功1200线/mm的真空紫外闪耀光栅
和2000线/mm无衬底自支撑透射光栅。现已替代进口光栅应用于合肥同步
辐射光束线上和相关科研工作中。
　　随着软X射光源特别是同步辐射、X射线激光和激光等离子体光源的发
展，迫切需要像对可见光那样实现聚焦、成像、色散的各种光学元件。但由
于在软X射线波段各种材料的折射率都近似等于1，因此常规的折射元件都
无法使用。我国已建成的北京和合肥两个同步辐射光源所用的大量软X射线
和真空紫外波段的高质量的衍射光栅等短波光学元件只好求助国外。原刻光
栅一般每块都在15000美元以上。为此，国家同步辐射实验室建立了专门的
研究小组，从事同步辐射软X射线和真空紫外波段的聚集、色散元件以及其
它种类衍射光栅的研制工作。
　　该研究项目得到了“211"工程和中科院“九五”重大项目的支持。科研
人员在制作中引入反应离子刻蚀进行光刻胶灰化处理新技术，解决了光刻胶
光栅掩模高度控制等难题，成功地研制出1200线/mm、闪耀角4.5°、闪耀波
长130nm的锯齿槽形光栅。波长扫描结果显示，制作的闪耀光栅达到实用水
平，并已替代进口在合肥同步辐射光化学光束线上的使用。
　　透射光栅是极紫外和软X射线波段重要的色散元件之一。透射光栅因其
具有较宽的光谱范围、高衍射效率和容易操作等优良特性，已成为激光惯性
约束核聚变等离子体诊断和X射线激光研究中最有效的工具之一。该实验室
开展了软X射线透射光栅的研制工作，为中国工程物理研究院核物理与化学
研究所和上海光机所等单位提供了很多不同参数的透射光栅。

 

科学时报