[发明专利]一种透射光栅

说明书

本发明提供了一种透射光栅，所述透射光栅包括：不透光薄膜及N个透光狭缝；其中，所述N个透光狭缝在所述不透光薄膜上呈周期分布，且所述透光狭缝的大小与所述狭缝的分布周期之间具有预设的比例；所述狭缝沿所述光栅的y轴方向呈之字形；如此，因N个透光狭缝在所述不透光薄膜上呈周期分布，完全抑制了背景噪声，提高了信噪比；且所述光栅周期与所述之字形透光狭缝的大小之间按照预设的比例取值，使得所述光栅完全抑制了2级、3级、4级衍射，从而消除了谐波污染，提高了分辨率，进而确保分析结果的准确性，提高了摄谱精度；并且，由于该光栅结构简单，比已有单级衍射光栅易于加工；因透光狭缝的透光率高，提高了绝对衍射效率。

技术领域

本发明属于光学技术领域，尤其涉及一种透射光栅。

背景技术

众所周知，几乎所有的材料甚至空气都能够吸收10纳米到121纳米的极端远紫外光(极紫外光)，因此在这个波段，无法采用一般的透镜光学系统控制光束，而是采用衍射光栅和反射镜来实现极紫外光的光束控制。

目前，极紫外分光系统主要采用衍射光栅进行分光。传统的二元光栅包含多级衍射，通常情况下分光只需要1级衍射，但是在宽光谱情况下，高级衍射与1级衍射产生交叠，扰乱分析结果，带来不容易消除的误差，制约摄谱精度，降低光学系统的性能。虽然正弦振幅光栅只有0级和+/-1级衍射，具有较好的衍射效率，但是利用已知材料和现有的加工工艺，制作极紫外波段的正弦光栅几乎不可能。另外，虽然减小光栅周期能够抑制高级衍射，例如光栅的周期D大于光波长λ并小于2λ时，只有0级和+/-1级衍射，但是利用现有的加工工艺，制作特征尺寸与极紫外波长相当的结构，十分困难；并且此类光栅有效的波长范围被限制在了(D，D/2)之间，因此并不适用于宽光谱的分光系统。因此，人们一直在研制只具有0级和+/-1级衍射的新型极紫外光栅。目前已经报道的x射线单级衍射光栅，主要采用复杂的光栅形状或者随机移动栅条的位置来得到单级衍射。复杂形状的光栅虽然能抑制高级衍射，但是其结构难以制作，因此并不现实。移动栅条的位置虽然能够抑制高级衍射，但是引入了噪声，噪声扰乱分析结果。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种透射光栅，用于解决现有技术中，极端远紫外光分光系统进行分光时，高级衍射与1级衍射产生交叠，带来误差，导致分析结果不准确，摄谱精度降低的技术问题。

本发明提供一种透射光栅，所述透射光栅包括：不透光薄膜及N个透光狭缝；其中，

所述N个透光狭缝在所述不透光薄膜上呈周期分布，且所述透光狭缝的大小与所述狭缝的分布周期之间具有预设的比例；所述狭缝沿所述光栅的y轴方向呈之字形。

上述方案中，所述狭缝沿x轴方向的分布周期为P_x，所述狭缝沿y轴方向的分布周期为P_y。

上述方案中，所述狭缝平行于x轴的宽度a与所述P_x之间的比例关系为a＝P_x/2。

上述方案中，所述狭缝的之字形相邻的两个转折角的顶点在x轴的投影b与所述P_x之间的比例关系为b＝P_x/6。

上述方案中，所述狭缝沿y轴方向的分布周期P_y为0.1P_x≤P_y≤100P_x。

上述方案中，所述透射光栅在ξ方向的的相对衍射效率I(m)根据公式I(m)＝[sinc(ma/P_x)·sinc(mπ(a-b)/P_x)]²计算得出；其中，所述m为衍射级次。

上述方案中，所述不透光薄膜的材料具体包括：金、银、铝、铬、硅、氮化硅或碳化硅。

上述方案中，所述不透光薄膜的厚度为50～5000nm。