张立超

(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室,吉林长春 130033)

1 引 言

极紫外 (Extreme Ultraviolet)是处于真空紫外与软 X射线之间,波长在几纳米至几十纳米的一个特殊波段。在过去相当长的一段时间内,这一波段的研究相对滞后,甚至一度曾被人们称为“Unobservable Ultraviolet”,这是由极紫外波段辐射的自身特点所决定的。在这一波段内存在着大量的原子共振线,因此入射光会在很短的距离内被吸收,典型的吸收长度仅在纳米量级。这种材料的强吸收特性,使得在极紫外波段不可能采用透射式光学元件。不仅如此,极紫外辐射还具有另一个特性,即所有材料的折射率实部都非常接近于 1,因此对单个界面来说,两种材料的折射率基本不存在差异,能够获得的反射率极小,通常小于 10-3量级,无法实现正入射的反射式光学元件[1]。

极紫外辐射特性严重制约了极紫外光学的发展。仿照 X射线波段,利用入射角小于临界角时产生的全反射现象,实现掠入射光学系统,曾一度成为极紫外波段光学应用的唯一选择。然而,由于掠入射光学系统的收集立体角很小,难以高效地收集空间观测中希望获得的微弱极紫外辐射信号。

研究发现极紫外多层膜可很好地解决这一问题。在这种结构中,利用多个界面反射光产生的相长干涉,可以在正入射条件下获得高反射率[2]。目前,基于极紫外多层膜的反射式光学元件,已经进入了以极紫外光刻与极紫外天文观测为核心的实用化阶段。……