论文部分内容阅读
同步辐射光源运用其高亮度、短波长的同步辐射光在空间分辨上的优势,可进行许多前沿学科的探索,已经成为基础科学、物质科学及生命科学等众多领域中的强有力的研究手段。
X射线反射镜是同步辐射光束线站的重要组成部分,由于X射线的波长与原子尺寸相当,线站用X射线反射镜必须为小角度掠入射模式的超光滑镜面,镜面在光束方向的长度甚至超过1m。并且在小角度掠入射和短波长情况下,反射镜的光学性能对反射表面的性质极其敏感,因此对于大尺寸、超光滑表面的检测技术日益重要。
一般对于粗糙度测量基本上是使用基于白光干涉法的三维轮廓仪(3D profiler),但其只能在镜面上选取有限的几个检测点,不能一次给出整个表面的粗糙度信息。而掠入射X射线散射法(GIXRS)能够得到表面功率谱密度函数(PSD),提供更全面、客观的表面信息。将对表面整体测量的掠入射X射线散射法和对表面取点精密测量的白光干涉法结合起来,能够更好地评价表面质量。
本文介绍了掠入射X射线散射法,研究了关于PSD的理论模型,将Xiao-MinTong等于1993年提出的理论拓展到二维情况,推导出X射线散射光强分布与超光滑表面二维PSD函数的关系,简称其为Tongs理论,并将之与传统理论模型进行对比。
基于上海同步辐射光源小角散射实验站,用GIXRS法分别测量一块长210mm和一块长320mm的超光滑反射镜,根据不同的理论模型对实验得到的散射图样进行处理得到表面二维PSD函数,计算出其表面均方根粗糙度(RMS),与白光干涉法的测量结果进行对比,结果证明我们推导的结果适用于GIXRS数据处理,并且得到的表面RMS值比传统理论更符合白光干涉法的测量结果。