成丽华　李浩川　岳帅鹏

摘要：采用NbC/Si材料组合设计多层膜Laue透镜，总膜厚为40 μm，利用衍射动力学理论分析多层膜Laue透镜对硬X射线的衍射效率及聚焦分辨率。通过两种方法提高多层膜Laue透镜的分辨率。第一种方式是减小膜层的最外层宽度，该方法要求结构必须是楔型结构，制备极其困难。第二种方法是使用多层膜Laue透镜的高级次，该方法在不增加制备难题的前提下能有效提高分辨率。通过使用多层膜Laue透镜的-3级次，对10 keV硬X射线获得了分辨率为6.72 nm，衍射效率为49.31%的聚焦光斑。

关键词：X射线； 多层膜Laue透镜； 衍射动力学； 衍射效率； 高级次

中图分类号： O 434 文献标志码： A doi： 10.3969/j.issn.10055630.2015.06.014

Abstract：The dynamical diffraction theory is employed to analyze the diffraction efficiency and the resolution ratio of hard Xray waves inside the multilayer Laue lenses. The multilayer Laue lenses are made from NbC/Si with a zone thickness of 40 μm. There are two ways to improve the resolution ratio. The first way is to reduce the outmost zone thickness and use wedge structure， but it is hard to form the structure. The second way is to use the high order. This way can improve the resolution ratio without changing the structure. The results show that a focused beam size of 6.72 nm and a mean efficiency of 49.31% can be obtained by the -3rd order of multilayer Laue lens with 10 keV Xray.

Keywords： Xray； multilayer Laue lens； dynamical diffraction theory； diffraction efficiency； high order

引 言

X射线显微术具有极限分辨率高，穿透性强等优势。伴随着第三代同步辐射光源的发展，需要大量高分辨率硬X射线聚焦元件[1]。目前研究比较多的X射线聚焦元件有折射式复合折射透镜[2]，掠入射式KB镜[34]和衍射式波带片[5]。

多层膜Laue透镜是一种新型的硬X射线聚焦元件，能够实现高效率的纳米级硬X射线聚焦。现阶段用一维波带片能够形成聚焦效率为30%，分辨率为11.2 nm的聚焦光斑[6]。通过两个多层膜Laue透镜正交放置能够形成聚焦效率为17%，大小为25 nm×27 nm的二维聚焦光斑[7]。在实际应用中，二维聚焦更加具有价值，但是光通过两个正交放置的多层膜Laue透镜后，消光严重，以至到达焦平面的光通量小，而且分辨率也变差，严重影响了显微镜的成像质量和采集时间，所以在提高多层膜Laue透镜的聚焦效率时也迫切希望提高分辨率。……