[发明专利]一种极紫外单级衍射光栅

说明书

本申请提供一种极紫外单级衍射光栅，包括透光衬底；和位于所述透光衬底上的不透光薄膜，所述不透光薄膜上开设有多个圆形透光通孔；半径随机的圆形透光通孔在所述不透光薄膜上呈斜方格子分布，完全抑制了背景噪声，提高了信噪比；且所述斜方格子的周期与所述的每个圆形通孔的半径的最大值和最小值之间按照预设的比例取值，这种光栅抑制了±2级和±3级衍射，从而消除了谐波污染，提高了分辨率，大大降低了结果的误差，进而提高分析结果的可靠性和准确性，提高了摄谱精度。

本申请要求于2017年3月15日提交中国专利局、申请号为201710154230.7、发明名称为“一种极紫外单级衍射光栅”的国内申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及微纳光学技术领域，具体涉及一种极紫外单极衍射光栅。

背景技术

衍射光栅是光谱仪的核心光学组件，决定着光谱仪的色散和成像本领，对于衍射光栅在推动科技发展起到的作用，近十几年来，随着微纳米加工技术的发展，人们已经制作出各种类型的高质量的衍射光栅；麦克斯韦方程组可以被各种进步算法精确求解，从而可以模拟所有光栅在任意光波段的性能以及衍射效率。衍射光栅的应用领域已经扩展到光学的所有分支以及其它多个学科，特别在极紫外光学系统中有着重要的作用，如色散、偏振、分束、相衬成像等方面的作用。

但是在衍射光栅普遍的衍射分析、摄谱分析等应用中，很多情况下高级衍射会在一级衍射的光谱范围产生交叠，导致了一个复杂的展宽结果，扰乱分析的结果，带来不容易消除的误差，制约其摄谱精度，降低整个系统性能，为极紫外光学系统的研究带来了很多的困难。

因此，设计并制作能够在极紫外波段有效地抑制高次谐波，并且易于加工的单级衍射光栅是目前光谱分析技术发展和应用领域中迫切需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种极紫外单极衍射光栅，以解决现有技术中高级衍射与一级衍射发生级次叠加，带来误差，导致分析结果不准确，摄谱精度降低的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种极紫外单极衍射光栅，包括：

透光衬底；

位于所述透光衬底上的不透光薄膜，所述不透光薄膜上开设有多个圆形透光通孔；

其中，所述圆形透光通孔在所述不透光薄膜上呈周期斜方格子分布方式排列，所述圆形透光通孔的圆心位于所述斜方格子的中心，所述圆形透光通孔的半径随机分布，存在最大值R_max和最小值R_min；

在所述不透光薄膜所在平面内，沿第一方向上，所述斜方格子的周期为P_x，沿第二方向上，所述斜方格子的周期为P_y，所述第一方向与所述第二方向垂直；

所述斜方格子的周期与所述圆形透光通孔半径的最大值和最小值之间具有预设比例。

优选地，所述预设比例为R_min＝P_x/6，R_max＝P_x/2。

优选地，所述随机分布为均匀分布、正弦分布、t分布、正态分布或泊松分布。

优选地，所述斜方格子包括：正方格子、长方格子或三角格子。

优选地，所述不透光薄膜的材质包括金、银、铝、铬、硅、氮化硅或碳化硅。

优选地，所述不透光薄膜的厚度范围为100nm-300nm，包括端点值。

优选地，所述透光衬底为熔融石英、玻璃或者有机玻璃。