导读:本文包含了波带片论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:X射线波带片,ALD,FIB,衍射效率
波带片论文文献综述
闫美菊[1]（2019）在《基于原子层沉积技术的X射线菲涅耳波带片的研制》一文中研究指出X射线的波长短、能量高、穿透力强。X射线显微成像技术可以对物质内部进行叁维无损伤检测与成像,被用于生物医学、材料科学、集成电路等多个领域。X射线菲涅耳波带片由一系列面积相等的同心圆环组成,是X射线显微成像中聚焦和成像的核心元件。根据瑞利分辨率公式以及X射线衍射聚焦特性,它的分辨率取决于最外环的宽度,衍射效率取决于波带片的高宽比。X射线菲涅耳波带片的传统加工技术是采用电子束曝光与金属电镀的方法进行制备。随着科学研究的不断深入,X射线显微成像向高分辨、高衍射效率以及高能量波段的方向发展,分辨率逐渐逼近30 nm。基于电子束曝光的制备技术对于纳尺度与大的高宽比的结构已经逼近了技术极限。目前,全世界正在传统工艺的基础上,努力克服电子束曝光的局限性,研发高分辨高衍射效率X射线波带片的纳米加工创新工艺。本文通过在中心细丝表面采用原子层沉积(ALD)技术,沉积高精度的多层膜波带结构,然后聚焦离子束(FIB)将它切成需要的厚度,以实现任意需求的超大高宽比,主要内容分为以下叁个部分:(1)通过计算不同材料体系下X射线菲涅耳波带片的结构参数与衍射效率的关系,明确了 X射线波带片的材料选取规则,确定了四种材料体系(Al2O3/HfO2、Al203/Ir、Si02/Hf02、Al203/Ta2O5)下波带片最大衍射效率的波带片厚度,设计了能量在500eV和9keV下的软、硬X射线波带片结构,确定了 Al2O3/Hf02作为迭层材料,波带片中心丝直径为30和55 μm,环数为174和216环,每环厚度以及最外环宽度为25和40 nm。(2)探究了在单面抛光的硅片上,用ALD制备Al203、HfO2和Ta205薄膜的生长特性。利用热腐蚀法腐蚀光纤包层,制备中心玻璃光纤;用电化学腐蚀抛光制备粗糙度小的金属钨丝,作为菲涅尔波带片的中心丝。在单面抛光的硅片和细丝上制备10nm等厚迭层,利用SEM、AFM以及椭圆偏振仪表征制备工艺不受衬底材料的影响。然后以钨丝和玻璃光纤作为中心丝制备软、硬X射线波带片多层膜结构。(3)用FIB切割、抛光能量为9keV,最外环宽度40 nm的Al2O3/Hf02多层膜结构,制备X射线波带片,并检测成像性能。设计叁种不同特征的波带片样品夹具,初步检测出硬X射线波带片的衍射效率为7.8%。(本文来源于《北京交通大学》期刊2019-06-01）
裴宪梓[2]（2019）在《基于随机位相调控的多台阶波带片阵列激光匀束器的研究》一文中研究指出在激光加工、光刻、激光医疗等领域中,需要得到光强均匀分布的光斑。为了满足各个领域对光束质量的要求,需要将光强呈高斯分布的激光光斑整形成平顶分布,光束匀化技术由此而来。目前光束均匀化方法已有很多种,其中微透镜阵列已广泛应用在光束匀化领域,具有匀束效果好,适应性强,能量利用率高等优点,其缺点主要有叁方面:1)由于微透镜阵列的周期性排布和激光的相干性,匀化光斑会受多光束干涉的影响而产生干涉条纹,降低光斑的均匀性。2)微透镜阵列存在死区,填充因子不高。3)由于加工工艺水平的限制,微透镜阵列并不能做到小型化。为了能缩小微透镜阵列的体积,增加它的填充因子。本文使用菲涅耳多台阶波带片作为阵列中的微透镜。菲涅耳波带片具有体积小,填充因子高,设计自由度多等优势。为降低多光束干涉带来的影响,将一种随机位相分布引入透镜阵列,对阵列中每一个菲涅耳微透镜施加0或π的二值化位相变化,打乱阵列位相的周期性排布,减少微透镜后多光束在匀化面干涉带来的影响。通过数值计算对激光束的匀化过程进行了模拟,设计的菲涅耳透镜口径为0.5 mm,焦距为6mm,阵列数目为20×20,光斑整体均匀度达到90%,光束能量利用率达到96%。利用设计和制备的随机位相型菲涅耳透镜阵列对1064 nm波长的激光光束进行匀化,均匀度为83%,光束能量利用率为89%。研究结果表明,通过引入随机位相可有效减少干涉带来的影响,提高微透镜阵列对单模高斯光束的匀束效果。(本文来源于《长春理工大学》期刊2019-05-01）
郑程龙[3]（2019）在《新型长焦深螺旋波带片的衍射特性的研究》一文中研究指出涡旋光束是一类具有螺旋形波前结构的光束,光束在传播的过程中光强呈现环状结构,中心区域是尺寸较小的暗核,这一性质使其在对微粒进行操控时没有加热损伤效应。此外,涡旋光束还在向前传播的过程中携带着轨道角动量。这些独特的性质使涡旋光束在粒子操控、光通信等众多领域中都具有重要的研究价值。近年来发展起来的产生涡旋光束的方法主要有几何模式转换法、液晶空间光调制法、计算全息法和螺旋相位板法等。随着对其研究的不断深入,越来越多的具有奇特性质的涡旋光束也接连出现。本文的主要内容是针对如何产生大焦深涡旋光束及其应用领域进行了详细的研究。论文的主要内容如下:1.首先介绍了涡旋光束的研究背景和意义,然后介绍了如何产生涡旋光束以及可能的应用领域。然后描述了涡旋光束的基本理论以及本课题研究中所使用的标量衍射理论,这将作为本篇论文模拟部分的理论支撑。接下来介绍了菲涅尔波带片和螺旋波带片的设计原理以及衍射特性等。2.螺旋变面积波带片,首先介绍了变面积波带片的设计方法及其衍射模式,然后将其与螺旋相位结合用于产生大焦深涡旋光束,用MATLAB模拟了它的衍射性质,并用空间光调制器(Spatial Light Modulator,SLM)进行了相关的实验验证,实验结果与理论模拟结果一致。3.轴向线聚焦螺旋波带片,我们在螺旋波带片的基础上引入相位修正,给每一波带依次赋予不同的焦距。根据不同波带的焦距不同,以及同一焦距本身的焦深,将处于不同焦距处的聚焦光斑结合起来,从而在焦平面附近较大范围内实现一致性较好的轴向光强分布,以此来实现长焦深的设计。经过理论模拟以及制作相应的实物波带片进行实验,验证了这一设计得到长焦深涡旋光束的可行性。(本文来源于《郑州大学》期刊2019-05-01）
姚广宇,李艳丽,孔祥东,韩立[4]（2019）在《聚焦离子束切割法制备多层膜X射线波带片》一文中研究指出X射线波带片是X射线显微成像系统中用于聚焦及成像的核心元件,提高波带片性能参数,更利于X射线显微成像技术的广泛应用。选择可精确控制厚度的原子层沉积(ALD)法结合聚焦离子束(FIB)切割法制备出大高宽比X射线波带片结构,即用原子层沉积法在光滑的钨丝表面交替沉积Al2O3/HfO2多层膜,其总层数为360,最外层膜宽度为10 nm。聚焦离子束的加速电压设定为30 kV,先利用束流为1 000 pA的离子束流将Al2O3/HfO2多层膜切割成设计厚度的薄片,再利用束流为350 pA的离子束流对切割的截面进行抛光,最后得到厚度为50μm、最外层膜宽度为10 nm的大高宽比X射线波带片结构。(本文来源于《微纳电子技术》期刊2019年04期）
张东阁,傅雨田[5]（2018）在《拼接波带片的数值仿真》一文中研究指出根据光学合成孔径和波带片的原理,提出了6种形式拼接波带片,对其成像特性进行了仿真分析,可用于超大口径波带片衍射光学系统的设计和制作。首先介绍了光学合成孔径和波带片的原理,将两者加以融合,确定了望远镜阵列和共次镜型拼接波带片的原理。建立了Golay 3、Golay 6和环带型3种子孔径分布的拼接波带片仿真模型,计算了对应的点扩散函数、填充因子等参数。最后总结了拼接波带片应用于超大口径薄膜光学系统的优势。(本文来源于《第五届高分辨率对地观测学术年会论文集》期刊2018-10-17）
雷佳雨,张宇,侯春风,王玉晓[6]（2018）在《基于菲涅耳波带片的聚焦声透镜》一文中研究指出以光学菲涅耳波带片原理为基础,通过理论改进,使其适用于声波聚焦,并以此理论为基础制作了实用超声波聚焦声透镜.其设计加工方法简单,成本较低,适用频率范围广泛,声压放大效果明显,理论计算结果与实验测量结果高度吻合,作为一种超声器件,在诸多超声领域具有可观的应用前景.(本文来源于《大学物理》期刊2018年07期）
国成立[7]（2018）在《高衍射效率菲涅尔波带片的制作工艺及衍射特性研究》一文中研究指出衍射光学元件相比于折反式光学元件具有更多的设计自由度,制作公差更为宽松,可以实现平板成像。衍射元件的应用可以简化光学系统结构,减小光学系统重量,自其出现以来,就备受光学设计者的关注。衍射光学元件分为成像元件和非成像元件:成像衍射光学元件在紫外、可见光以及红外波段均有广泛的应用;非成像衍射光学元件主要用于能量收集、光强匀化以及波前整形。作为应用最广的一类成像衍射光学元件,菲涅耳波带片被广泛应用于多种光学系统:在X射线成像方面,由于几乎所有材料折射率在此波段的折射率都接近于1,无法通过折射定理对光线进行偏折从而实现成像,而基于衍射成像的菲涅尔波带片可以有效解决材料折射率受限这一问题,在X射线成像领域具有不可替代的作用;在空间望远镜应用方面,为了获得更高的对地观察分辨率需要增大传统反射式望远镜的口径,但是随着望远镜口径的增大,在给加工和检测带来了近乎苛刻要求的同时,望远镜的质量也会随着口径的增加而变大,也给发射带来了极大的挑战,相比之下,可以实现折迭展开和轻量化的菲涅尔波带片为更大口径望远镜的制作提供了一个新思路。然而,在菲涅尔波带片的众多应用中,衍射效率低成为制约其广泛使用的一个重要因素:较低的衍射效率会导致其它非工作级次作为背景光会聚在像平面上,进而导致光学系统的信噪比下降从而影响最终光学系统成像质量。因此,结合具体加工工艺展开提高菲涅尔波带片衍射效率的研究显得尤为重要。此外,在加工过程中,各种加工因素引入的加工误差会使实际加工的波带片衍射效率低于理论衍射效率,所以建立衍射模型定量分析各种加工误差对衍射效率的影响也对菲涅尔波带片的使用具有重要意义。本文从制作工艺和理论分析两个方面对具有高衍射效率的多台阶菲涅尔波带片进行了深入的研究和探索,重点研究内容主要包括以下几个方面:1.台阶数目对衍射效率的影响研究利用标量衍射理论分析了菲涅尔波带片的衍射效率与位相台阶数目的关系,在一定近似条件下,从基尔霍夫衍射积分公式和线性迭加原理出发,推导了可以计算振幅型波带片像面光场分布的表达式,并且进一步推导了多台阶结构波带片像面光场的表达式,利用该解析表达式分别模拟了不同台阶数目对衍射效率的影响。2.大口径高精度多台阶菲涅尔波带片的加工工艺研究在大口径菲涅尔波带片的刻蚀过程中,为了解决传统离子刻蚀面临的口径受限和刻蚀深度均匀性得不到保证这两个问题,本文提出了结合具有高斯型去除函数分布的点源离子束和驻留时间算法完成菲涅尔波带片的扫描刻蚀,使得刻蚀口径不受刻蚀离子源尺寸限制,大口径波带片可以通过小尺寸点源离子束的扫描完成刻蚀,刻蚀深度均匀性可以通过优化每个子孔径的刻蚀时间得到提升。通过套刻工艺结合提出的刻蚀方法完成了300mm直径的四台阶结构菲涅尔波带片的制作。设计并搭建了检测光路,对波带片的衍射效率、星点像成像以及分辨率板成像分别进行了测量实验。3.混合台阶菲涅尔波带片的制作工艺及衍射特性研究从衍射效率的角度讲,波带片最外环带的线宽越大越好,从而可以加工成更多台阶数目,获得高衍射效率。而激光直写系统存在物理加工极限,对于最外环带接近加工极限的波带片,无法加工成多台阶结构,进而限制了其衍射效率;从分辨率的角度讲,波带片的最外环带线宽越小,分辨率越高。所以为了获得高分辨率,通常需要制作环带线宽较小的波带片。在现有加工工艺加工精度不变的前提下,为了解决增强衍射效率和提高空间分辨率不可兼得这一矛盾问题,本文提出了利用混合台阶数目菲涅尔波带片最大程度地提高衍射效率,建立了混合台阶数目菲涅尔波带片的衍射模型,针对不同加工能力对其衍射效率和成像质量进行了模拟仿真。最终制作了口径为20mm、F/15的混合台阶菲涅尔波带片,并且对其衍射效率和成像质量进行了实验验证。4.加工误差对菲涅尔波带片的衍射效率影响研究建立多台阶菲涅尔波带片的加工误差模型,分别分析了套刻偏差,刻蚀深度偏差,线宽偏差对衍射效率的影响。对于菲涅耳波带片而言,由于整个口径内不同区域的线宽是变化的,所以不同区域内相对套刻偏差是变化的,因此使用不变的套刻偏差去分析整个波带片的衍射效率是不严谨的。针对这一问题,提出了综合衍射效率概念,通过数值模拟计算了不同套刻偏差对菲涅尔波带片综合衍射效率的影响。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)》期刊2018-06-01）
王胜涛[8]（2018）在《超大高宽比X射线波带片的研制》一文中研究指出X射线显微成像技术能够对样品的内部结构实现高分辨率的无损伤观测,有着高分辨率、高穿透性、丰富的衬度机制以及友好的成像环境等特点。此技术在微电子、生命科学、材料科学等领域有着广泛的应用前景。波带片是X射线显微成像技术中实现聚焦和成像的关键元件。波带片环带的几何参数直接影响了成像的分辨率,而当X射线能量较大时,需要足够的波带片厚度(或称为高度),才能获得高衍射效率,因此要求X射线波带片具有大的高宽比。大高宽比X射线波带片的传统制作工艺复杂,价格昂贵。本文的工作,采用原子层沉积和聚焦离子束切割技术相结合的方法,探索了大高宽比X射线波带片的批量制备方法,主要研究结果如下:(1)计算了金波带片高度、X射线能量、衍射效率之间的关系。计算了四种材料组合(HfO2/Al2O3、HfO2/SiO2、Ir/Al2O3、Au/air)的波带片,在不同 X 射线能量下(5keV、8kev、10keV、15keV、20keV、24keV)的衍射效率,结合材料的成膜特点及工艺匹配来分析,进行波带片迭层材料的选择和结构设计工作。(2)探究了原子层沉积技术制备氧化铝和氧化铪薄膜的工艺条件,考察了沉积温度100℃-30℃时,在氧化铝和氧化铪薄膜的生长速率,表征了氧化铪和氧化铝薄膜的原子比和表面粗糙度。(3)在硅片和钨丝衬底上表征了实验工艺对20 nm和10 nm氧化铪和氧化铝等厚迭层的控制能力。利用原子层沉积技术,在电化学抛光法制备的直径为30μm的钨丝上沉积氧化铝和氧化铪薄膜迭层。经聚焦离子束切割,最终完成高度为10μm(高度不受限)、最外环宽度为10 nm、高宽比为1000的波带片制作。初步实现了超大高宽比X射线波带片的制备。为后期相关工作者提供了一定研究基础和参考价值。(本文来源于《北京交通大学》期刊2018-06-01）
吉子雯[9]（2018）在《基于分形螺旋波带片产生多焦点涡旋光束的研究》一文中研究指出涡旋光束是指一类具备螺旋型相位分布的新型光束,与传统的激光光束不一样,涡旋光束在传播的过程当中光强呈环状结构,存在相位不确定的相位奇点而且具有轨道角动量。这一类特殊结构的光束在生物医学、微粒操控、光信息编码与传输等众多领域中都有十分重要的科研与应用价值。近年来,国内外的科学工作者陆续提出了诸如几何模式转换法、计算全息法、液晶空间光调制法和利用螺旋相位板等方法来生成光学涡旋。随着研究的深入,各类新型涡旋光束也被不断地提出。本文主要针对多焦点涡旋光束的产生及应用做了相关研究。论文的主要内容如下:1.首先介绍了涡旋光束的发展过程以及近些年国内外的相关研究,详细介绍了目前常用的几种涡旋光束产生方式,分析并比较其优缺点和适用范围,阐述分析了涡旋光束的一些基本特点如轨道角动量。2.提出了一种基于Cantor分形结构的新型二元分形螺旋波带片用于实现多焦点涡旋光束的产生。首先介绍了分形螺旋波带片的设计原理,并进一步做了理论推导和数值仿真模拟,最后利用空间光调制器(Spatial Light Modulator,SLM)进行了实验验证。实验结果与模拟结果证明了分形螺旋波带片可产生一系列聚焦的光学涡旋。3.在分形螺旋波带片的基础上优化改进分形方式设计了角度分形螺旋波带片。利用数字微镜元件(Digital Micromirror Device,DMD)证实了角度分形螺旋波带片对光束的振幅调制性能。利用角度分形螺旋波带片可以更加准确地根据实际需求设计得到涡旋光束。具有光学涡旋的激光光束被广泛地应用于在焦点周围捕获和旋转微粒,多焦点涡旋光束为多平面光学捕获、超分辨成像以及光刻技术等应用的实现提供了可能。(本文来源于《郑州大学》期刊2018-05-01）
李海亮,史丽娜,牛洁斌,王冠亚,谢常青[10]（2017）在《大高宽比硬X射线波带片制作及聚焦测试》一文中研究指出为得到同步辐射光源硬X射线波段(>2keV)需要的高宽比高分辨率波带片,本文利用高加速电压(100kV)电子束光刻配合Si3N4镂空薄膜直写来减少背散射的方法,对硬X射线波带片制作技术进行了蒙特卡洛模拟和电子束光刻实验。模拟结果显示:Si_3N_4镂空薄膜衬底可以有效降低电子在抗蚀剂中传播时的背散射,进而改善高密度大高宽比容易引起的结构倒塌和粘连问题。通过调整电子束的曝光剂量,在500nm厚的镂空Si_3N_4薄膜衬底上制备出最外环宽度为150nm、金吸收体的厚度为1.6μm,高宽比大于10的硬X射线波带片。同时,引入随机支撑点结构,实现了波带片结构自支撑,提高了大高宽比波带片的稳定性。将利用该工艺制作的波带片在北京同步辐射装置X射线成像4W1A束线8keV能量下进行了聚焦测试,得到清晰的聚焦结果。(本文来源于《光学精密工程》期刊2017年11期）
波带片论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
在激光加工、光刻、激光医疗等领域中,需要得到光强均匀分布的光斑。为了满足各个领域对光束质量的要求,需要将光强呈高斯分布的激光光斑整形成平顶分布,光束匀化技术由此而来。目前光束均匀化方法已有很多种,其中微透镜阵列已广泛应用在光束匀化领域,具有匀束效果好,适应性强,能量利用率高等优点,其缺点主要有叁方面:1)由于微透镜阵列的周期性排布和激光的相干性,匀化光斑会受多光束干涉的影响而产生干涉条纹,降低光斑的均匀性。2)微透镜阵列存在死区,填充因子不高。3)由于加工工艺水平的限制,微透镜阵列并不能做到小型化。为了能缩小微透镜阵列的体积,增加它的填充因子。本文使用菲涅耳多台阶波带片作为阵列中的微透镜。菲涅耳波带片具有体积小,填充因子高,设计自由度多等优势。为降低多光束干涉带来的影响,将一种随机位相分布引入透镜阵列,对阵列中每一个菲涅耳微透镜施加0或π的二值化位相变化,打乱阵列位相的周期性排布,减少微透镜后多光束在匀化面干涉带来的影响。通过数值计算对激光束的匀化过程进行了模拟,设计的菲涅耳透镜口径为0.5 mm,焦距为6mm,阵列数目为20×20,光斑整体均匀度达到90%,光束能量利用率达到96%。利用设计和制备的随机位相型菲涅耳透镜阵列对1064 nm波长的激光光束进行匀化,均匀度为83%,光束能量利用率为89%。研究结果表明,通过引入随机位相可有效减少干涉带来的影响,提高微透镜阵列对单模高斯光束的匀束效果。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
波带片论文参考文献
[1].闫美菊.基于原子层沉积技术的X射线菲涅耳波带片的研制[D].北京交通大学.2019
[2].裴宪梓.基于随机位相调控的多台阶波带片阵列激光匀束器的研究[D].长春理工大学.2019
[3].郑程龙.新型长焦深螺旋波带片的衍射特性的研究[D].郑州大学.2019
[4].姚广宇,李艳丽,孔祥东,韩立.聚焦离子束切割法制备多层膜X射线波带片[J].微纳电子技术.2019
[5].张东阁,傅雨田.拼接波带片的数值仿真[C].第五届高分辨率对地观测学术年会论文集.2018
[6].雷佳雨,张宇,侯春风,王玉晓.基于菲涅耳波带片的聚焦声透镜[J].大学物理.2018
[7].国成立.高衍射效率菲涅尔波带片的制作工艺及衍射特性研究[D].中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所).2018
[8].王胜涛.超大高宽比X射线波带片的研制[D].北京交通大学.2018
[9].吉子雯.基于分形螺旋波带片产生多焦点涡旋光束的研究[D].郑州大学.2018
[10].李海亮,史丽娜,牛洁斌,王冠亚,谢常青.大高宽比硬X射线波带片制作及聚焦测试[J].光学精密工程.2017