Рентгеновский объектив

 

Изобретение относится к области рентгеновской оптики и может быть использовано, например, в рентгеновской микроскопии, в системах проекционной рентгеновской литографии и т.п. При создании изобретения решалась задача получения изображений в мягком рентгеновском излучении с высоким пространственным разрешением. Техническим результатом изобретения является получение в рентгеновских лучах изображения тест-объекта, содержащего элементы размером менее 0,2 мкм. В соответствии с изобретением технический результат достигается тем, что в рентгеновском объективе, содержащем оправу с закрепленными в ней двумя зеркалами разного диаметра со сферической отражающей поверхностью, оправа выполнена с возможностью изменения положения зеркал относительно друг друга, до совмещения из центров кривизны, а задняя поверхность зеркала меньшего диаметра выполнена сферической. Технический результат достигается наиболее полно, если центры кривизны сферических поверхностей зеркала меньшего диаметра совпадают. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области рентгеновской оптики и может быть использовано, например, в рентгеновской микроскопии, в системах проекционной рентгеновской литографии и т.п.

Известен рентгеновский объектив Шварцшильда, состоящий из двух зеркал с сферической формой отражающей поверхности и плоской задней поверхностью зеркал (1).

Недостатком известного устройства является трудность настройки объектива и сложность получения высокого разрешения.

Наиболее близким из известных к заявляемому устройству является рентгеновский объектив, содержащий оправу с закрепленными в ней двумя зеркалами разного диаметра со сферическими отражающими поверхностями (2). В этом устройстве, разработанном японской фирмой Olympus Optical Co, Ltd., зеркала с плоской задней поверхностью фиксируются в оправе.

Недостатком этого устройства, является сложность оптической юстировки зеркал объектива и невозможность достижения большего, чем 0,3 мкм пространственного разрешения. Важной задачей современной рентгеновской микроскопии является достижение пространственного разрешения масштаба длины волны излучения.

При создании изобретения решалась задача получения изображений в мягком рентгеновском излучении с высоким пространственным разрешением.

Техническим результатом изобретения является получение в рентгеновских лучах изображения тест-объекта, содержащего элементы размером менее 0,2 мкм.

В соответствии с изобретением технический результат достигается тем, что в рентгеновском объективе, содержащем оправу с закрепленными в ней двумя зеркала разного диаметра со сферическими отражающими поверхностями, оправа выполнена с возможностью изменения положения зеркал относительно друг, друга, и задняя поверхность зеркала меньшего диаметра выполнена сферической.

Выполнение задней поверхности меньшего зеркала сферической облегчает юстировку объектива. Благодаря этому удается совместить центры кривизны поверхностей зеркал, отражающих рентгеновское излучение.

Технический результат достигается наиболее полно, если центры кривизны сферических поверхностей зеркала меньшего диаметра совпадают.

Изобретение поясняется чертежом.

На чертеже схематически представлены две проекции заявляемого устройства.

Устройство содержит оправу 1, зеркала 2 и 3, диаметром 10,6 мм и 50 мм, соответственно, отражающие поверхности 4 и 5 зеркал выполнены сферическими с радиусами кривизны 35 мм и 100 мм, соответственно, задняя поверхность 6 малого зеркала также сферическая с радиусом кривизны 28 мм. Внутри оправы 1 размещены калиброванные кольца 7 для совмещения центров кривизны зеркал 2 и 3. Перемещение малого зеркала 2 обеспечивается с помощью кольца 8 и юстировочнных винтов 9. Для точной юстировки имеется возможность применения дополнительной насадки /на чертеже не показана/ на оправу 1 с целью прецизионного движения кольца 8. Подложки для сферических зеркал изготовлены из плавленного кварца КУ-1. Оба зеркала 2 и 3 выполнены с многослойным Mo-Si-покрытием. Для повышения отражательной способности зеркал верхним слоем является молибден, который для предотвращения временной деградации закрыт тонким (1,5-2,0 нм) слоем кремния. Период покрытия 9,89 нм, доля толщины слоя Mo в периоде примерно 0,34, число периодов -20.

Указанные примеры выполнения устройства не являются единственными и предполагают наличие других реализаций, особенности которых отражены в совокупности признаков формулы изобретения.

Устройство работает следующим образом.

Объектив юстируют в видимом диапазоне длин волн. Для этого излучение He-Ne лазера через телескоп и светоделительный куб направляют в объектив. После отражения от поверхностей 4, 6 и 5 зеркал 2 и 3, соответственно, и прохождения излучения через светоделительный куб, наблюдаются три фокальных пятна. Перемещая кольцо 8, можно добиться совмещения пятен, что соответствует совпадению центров кривизны зеркал 2 и 3. Затем объектив используется для получения изображения в рентгеновском диапазоне длин волн. Многослойное интерференционное покрытие обеспечивает высокий коэффициент отражения мягкого рентгеновского излучения, что, в свою очередь, позволяет использовать два зеркала 2 и 3 для получения качественного изображения. Использование двух сферических зеркал 2 и 3, установленных концентрично с высокой степенью точности, обеспечивает устранение всех осевых геометрических аберраций 3-го порядка при выполнении следующего соотношения между положением Z_o объекта (отсчитываемым от центра кривизны зеркал) и радиусам кривизны R₁ и R₂ зеркал 3 и 2, соответственно: При выполнении указанных выше условий и операций заявляемый объектив позволяет получать высокое пространственное разрешение (лучше 0,2 мкм), что представляет интерес в задачах микроскопии, микроанализа и микроэлектроники.

Формула изобретения

1. Рентгеновский объектив, содержащий оправу с закрепленными в ней двумя зеркалами разного диаметра со сферическими отражающими поверхностями, отличающийся тем, что оправа выполнена с возможностью изменения положения зеркал относительно друг друга до совмещения их центров кривизны и задняя поверхность зеркала меньшего диаметра выполнена сферической.

2. Рентгеновский объектив по п.1, отличающийся тем, что центры кривизны сферических поверхностей зеркала меньшего диаметра совпадают.

РИСУНКИ

Рисунок 1