圖1菲涅爾波帶片結(jié)構(gòu)和工作原理（?r為最外環(huán)寬度，f為焦距，D為波帶片直徑）

作為成像系統(tǒng)的物鏡，F(xiàn)ZP能夠獲得的最大成像視場(chǎng)和分辨率同等重要，尤其針對(duì)于大尺寸樣品體系的成像應(yīng)用，成像系統(tǒng)單次曝光能夠?qū)崿F(xiàn)的最大成像視場(chǎng)決定了成像的效率。一般情況下，系統(tǒng)的最大成像視場(chǎng)為波帶片直徑的一半[2]，因此對(duì)大面積FZP的定制加工及小批量高效率生產(chǎn)需求日益增加。

得益于在微納、精密加工方面多年的技術(shù)積累，瑞士XRnanotech公司目前可向廣大科研用戶提供各種規(guī)格的FZP產(chǎn)品及定制服務(wù)。XRnanotech公司基于電子束直寫(xiě)和Ir-線倍增技術(shù)可加工最外環(huán)寬度<10 nm的FZP，同時(shí)利用激光直寫(xiě)方式制備的大面積FZP直徑可達(dá)5mm，其生產(chǎn)的FZP產(chǎn)品已經(jīng)成為X射線顯微、X射線微束聚焦和成像的理想器件選擇。

圖2激光直寫(xiě)制備的鍍金的菲涅爾波帶片

激光直寫(xiě)是利用激光束對(duì)材料進(jìn)行局部加熱或光化學(xué)反應(yīng)，從而在材料表面形成所需的結(jié)構(gòu)或圖案，整個(gè)過(guò)程通過(guò)控制激光束的強(qiáng)度、聚焦和移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的精確加工。與電子束直寫(xiě)相比，盡管激光直寫(xiě)技術(shù)受衍射極限及鄰近效應(yīng)限制，很難加工亞微米結(jié)構(gòu)尺寸的圖案，但其加工深度高、直寫(xiě)速度快，適用于大面積的微米尺度結(jié)構(gòu)的高效加工制備。

利用激光直寫(xiě)技術(shù)制備菲涅爾波帶片的基本過(guò)程如圖3所示包括基底膜固定、涂光刻膠、激光直寫(xiě)（曝光）、顯影和電鍍五個(gè)步驟。其中激光直寫(xiě)是關(guān)鍵的步驟。為了確保直寫(xiě)加工的精度，需要時(shí)刻保持激光束的聚焦和位置的對(duì)準(zhǔn)。因此，在曝光過(guò)程中往往還采用了另一束紅外激光束對(duì)加工圖案區(qū)域的透過(guò)率進(jìn)行探測(cè)，以實(shí)現(xiàn)加工精度的控制。

圖3激光直寫(xiě)菲涅爾波帶片的工藝步驟

相較于針孔和毛細(xì)管方案的X射線熒光成像，編碼成像技術(shù)打破了從場(chǎng)景到圖像一一對(duì)應(yīng)的采樣形式，利用具有特定圖案的掩模對(duì)入射光進(jìn)行調(diào)制，將成像重心從硬件轉(zhuǎn)移到算法上，大幅提高了光的收集效率，降低了成像的時(shí)間。菲涅爾波帶片作為一類重要的編碼掩模，其最外環(huán)的寬度和面積決定了成像系統(tǒng)的分辨率和視場(chǎng)大小。

目前，哥廷根大學(xué)Jakob Soltau博士提出了一種基于FZP編碼成像的算法和技術(shù)，利用大面積的單片F(xiàn)ZP實(shí)現(xiàn)了1mm2大視場(chǎng)和35μm分辨率的全場(chǎng)X射線熒光成像[4]。實(shí)驗(yàn)的光路幾何如圖4所示，樣品經(jīng)X射線單色激發(fā)產(chǎn)生的熒光被大面積FZP收集，并在2D成像探測(cè)器上形成包含樣品熒光信息的編碼圖像。其中，以匹配大面積的成像視場(chǎng)，采用了XRnanotech公司基于激光直寫(xiě)加工制備的5mm直徑的FZP作編碼掩模。

圖4 (a)全場(chǎng)X射線熒光成像實(shí)驗(yàn)光路示意圖；(b)實(shí)驗(yàn)光路照片；(c)鍍金FZP的顯微圖像；(d)原始樣品結(jié)構(gòu)圖片；(e)2D探測(cè)器成像的編碼圖像及(f)經(jīng)重構(gòu)算法處理后獲得的樣品熒光信息圖像[4]

圖5 (a)、(b)基于40μm針孔熒光成像和(c)、(d)基于FZP編碼熒光成像的重構(gòu)結(jié)果對(duì)比。其中，樣品由Ti和Fe元素組成的微結(jié)構(gòu)，線寬100μm，結(jié)構(gòu)高度550nm，曝光時(shí)間2h4]

瑞士XRnanotech專注于研究納米結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)和制造最具創(chuàng)新性的X射線光學(xué)器件。XRnanotech 制造的菲涅耳波帶片分辨率可低至<10nm，憑借獨(dú)特的 Ir-線倍增技術(shù)，可以獲得精確到 5nm 的 X 射線束聚焦，這使得 XRnanotech 成為 X 射線透鏡世界紀(jì)錄保持者。

北京眾星聯(lián)恒科技有限公司作為瑞士XRnanotech公司在中國(guó)區(qū)的授權(quán)總代理商，為中國(guó)客戶提供所有產(chǎn)品的售前咨詢，銷售及售后服務(wù)。我司始終致力于為廣大科研用戶提供專業(yè)的EUV、X射線產(chǎn)品及解決方案。如果您有任何問(wèn)題，歡迎聯(lián)系我們進(jìn)行交流和探討。

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