автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Фокусирующая Френелевская оптика скользящего падения

УДК 548.732

ФОКУСИРУЮЩАЯ ФРЕНЕЛЕВСКАЯ ОПТИКА СКОЛЬЗЯЩЕГО ПАДЕНИЯ

Специальность 05.27.01 - твердотельная электроника и микроэлектроника

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Черноголовка 2000

Работа выполнена в институте проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН

Научный руководитель: доктор физико-математических наук Рощупкин Д.В.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор Бублик В.Т. кандидат физико-математических наук Шулаков Е.В.

Ведущая организация: Институт физики твердого тела РАН

Защита состоится « » 2000 г. в /О- ч.

на заседании диссертационного совета Д.003.90.01 при Институте проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН по адресу: 142432, Московская обл., п. Черноголовка, ИПТМ РАН.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН.

Автореферат разослан _2000 г.

Ученый секретарь

Диссертационного совета Д.003.90.01,

кандидат химических наук М Панченко Л.А.

© Институт проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН

в ъч<с, гчс. оз>

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

На сегодняшний день рентгеновское излучение широко применяется в различных областях науки и техники. Уменьшение размеров исследуемых объектов обуславливает необходимость создания пучков рентгеновского излучения, обладающих микронными и субмикронными размерами. Следовательно, одной из важнейших задач рентгеновской оптики является создание новых рентгенооптических элементов, позволяющих проводить высокоэффективный анализ различных материалов с субмикронным разрешением.

Большие перспективы имеет новый тип фокусирующей рентгеновской оптики - фазовая зонная оптика Френеля скользящего падения, которая продемонстрировала высокую эффективность и возможность создания локального рентгеновского микрозонда. Использование такого микрозонда для локального флуоресцентного анализа с высоким пространственным разрешением и экспериментов по микродифракции позволит повысить эффективность проводимых научных исследований.

Также, большое значение имеет взаимодействие рентгеновского излучения с акустическими волнами. Высокая чувствительность рентгеновского излучения к искажениям кристаллической решетки, вызванных распространением акустических фононов в твердых телах, является основой для эффективного решения задач физической акустики, а дифракция рентгеновского излучения на поверхностных акустических волнах открывает возможность управления рентгеновским излучением посредством изменения параметров ультразвуковой сверхрешетки.

Таким образом, актуальность темы диссертационной работы обусловлена необходимостью исследования дифракционных свойств фазовой зонной оптики Френеля скользящего падения и взаимодействия рентгеновского излучения с ультразвуковой сверхрешеткой.

Сказанное выше позволяет сформулировать цель данной диссертационной работы - теоретический анализ и экспериментальное исследование дифракционных свойств элементов фазовой зонной оптики Френеля скользящего падения в жестком диапазоне рентгеновского излучения, а так же исследование дифракции рентгеновского излучения на фазовой зонной пластинке Френеля скользящего падения, про-модулированной ультразвуковой сверхрешеткой.

Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд следующих актуальных задач:

1. Провести теоретические и экспериментальные исследования по созданию рентгеновского микрозонда, основанного на двумерной фокусировке рентгеновского излучения фазовыми зонными пластинками Френеля скользящего падения в схеме Киркпатрика-Баеза.

2. Теоретически и экспериментально исследовать процесс фокусировки рентгеновского излучения дискретными Френелев-скими линзами скользящего падения.

3. Провести теоретические и экспериментальные исследования двумерной фокусировки рентгеновского излучения для создания высокоэффективного рентгеновского микрозонда на основе дискретных Френелевских линз скользящего падения в схеме Киркпатрика-Баеза.

4. Экспериментально и теоретически изучить процесс фокусировки рентгеновского излучения фазовыми зонными пластинками Френеля скользящего падения, промодулированных поверхностными акустическими волнами.

Научная новизна результатов, полученных в диссертационной работе, заключается в следующем:

1. Впервые экспериментально продемонстрирована возможность двумерной фокусировки рентгеновского излучения фазовыми зонными пластинками Френеля скользящего падения в схеме Киркпатрика-Баеза, исследованы оптические характеристики полученного рентгеновского микрозонда.

2. Впервые созданы дискретные Френелевские линзы скользящего падения и исследованы их оптические свойства.

3. Впервые создан и исследован высокоэффективный рентгеновский микрозонд на основе дискретных Френелевских линз скользящего падения в схеме Киркпатрика-Баеза.

4. Впервые проведено исследование дифракции рентгеновского излучения на фазовой зонной пластинке Френеля скользящего падения, промодулированной поверхностными акустическими волнами.

Научное и практическое значение диссертационной работы определяется тем, что:

1. Результаты теоретического и экспериментального исследований рентгеновского микрозонда на основе двух фазовых зонных пластинок Френеля скользящего падения в схеме Киркпатрика-

Баеза могут быть использованы в различных методах локального анализа.

2. Результаты исследований дифракционных свойств нового типа рентгенооптических элементов - дискретных Френелевских линз скользящего падения - доказывают возможность их широкого применения в различных рентгенооптических схемах.

3. Результаты экспериментально реализованного высокоэффективного рентгеновского микрозонда Киркпатрика-Баеза на основе двух скрещенных дискретных Френелевских линз скользящего падения открывают новые возможности в локальных методах анализа, микродифракции, микрофлуоресцентного анализа, как на лабораторных источниках, так и на источниках синхротронного излучения.

4. По результатам исследований дифракции рентгеновского излучения на фазовых зонных пластинках Френеля скользящего падения, промодулированных поверхностными акустическими волнами предложен и реализован новый элемент - рентгено-акустический фокусирующий дефлектор.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Результаты экспериментальных и теоретических исследований двумерной фокусировки рентгеновского излучения фазовыми зонными пластинками Френеля скользящего падения в схеме Киркпатрика-Баеза.

2. Результаты экспериментальных и теоретических исследований фокусировки рентгеновского излучения дискретными Френе-левскими линзами скользящего падения.

3. Результаты исследований двумерной фокусировки рентгеновского излучения дискретными Френелевскими линзами скользящего падения в схеме Киркпатрика-Баеза.

4. Результаты экспериментальных и теоретических исследований фокусировки рентгеновского излучения фазовыми зонными пластинками Френеля скользящего падения, промодулированных поверхностными акустическими волнами.

Апробация работы

Основные результаты диссертации докладывались на следующих конференциях, совещаниях и семинарах:

1. 11-я Международная конференция по использованию синхротронного излучения СИ-96, Новосибирск, Россия, 1996.

2. 4-th Congress on Acoustics, Marseille, France, 1997.

3. Национальная конференция по применению рентгеновского, синхротронного излучений, нейтронов и электронов для исследования материалов РСНЭ-97, Дубна, Россия, 1997.

4. Всероссийское рабочее совещание "Рентгеновская оптика", Нижний Новгород, Россия, 1998.

5. Молодежная конференция, посвященная 15-летию ИПТМ РАН и 275-летию Российской Академии Наук, Черноголовка, Россия, 1998.

6. Всероссийское рабочее совещание "Рентгеновская оптика -99", Нижний Новгород, Россия, 1999.

Публикации

По результатам исследований опубликовано 14 научных работ, которые были использованы при написании диссертации.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка основных публикаций и списка цитированной литературы из 95 названий. Объем диссертации составляет 145 страниц, в том числе 45 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая характеристика работы, включая актуальность темы, цель, научную новизну, научное и практическое значение работы, а также приведены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе диссертации проведен обзор работ в области рентгеновской оптики, рассмотрены основные типы рентгенооптических элементов, используемых в настоящее время для фокусировки рентгеновского излучения.

Рассмотрены капиллярные элементы рентгеновской оптики, проанализированы их свойства, преимущества и недостатки.

Проведен обзор зеркальных элементов скользящего падения, рассмотрены основные рентгенооптические схемы, реализованные в настоящее время.

Подробно рассматриваются Френелевские зонные пластинки, приводятся их разрешение, эффективность дифракции. Демонстрируются основные методы их изготовления.

Описаны основные свойства Брэгг-Френелевских линз на основе, как монокристаллов, так и многослойных рентгеновских зеркал.

Приведены основные результаты работ по созданию и исследованию элементов рефракционной рентгеновской оптики.

На основании проведенного анализа литературных данных обоснованы и сформулированы основные задачи исследований, выполненных в диссертационной работе.

Во второй главе диссертации приведены результаты исследования двумерной фокусировки рентгеновского излучения фазовыми зонными пластинками Френеля скользящего падения (ФЗПФСП) в схеме Киркпатрика-Баеза. Теоретически рассматривается фокусировка рентгеновского излучения зонной пластинкой от протяженного, некогерентного источника.

Согласно проведенному теоретическому анализу, интенсивность излучения в фокальной линии ФЗПФСП, определяется выражением:

где I- линейный размер источника; с1- поперечный размер источника; и - координата в фокальной плоскости; £ - координата в плоскости

док; А - апертура зонной пластинки; N - число зон Френеля в аперту-

(1)

источника; ¡с,)7 - эффективность дифракции ФЗПФСП в первый поря-

ре; 5— разрешение зонной пластинки; т - коэффициент уменьшения оптической схемы; 1'0 - интенсивность от точечного источника в

плоскости изображения; /0 = = /0И - интенсивность излу-

чения в фокальной плоскости в отсутствии ФЗПФСП.

Полученному выражению можно дать наглядную физическую интерпретацию. Если представить реальный источник, разбитым на точечные с расстоянием 3 между ними, то так как значение 4М0|с1|2

есть вклад от одного такого источника, получается, что в рассматриваемую точку изображения дают вклад т таких источников. Это легко понять, если вспомнить, что при передаче линзой изображения точечного источника, образуется дифракционный кружок с размером 8. Поэтому, вклад в рассматриваемую точку изображения и дают не все точки источника, а только те, которые расположены на расстоянии тЗ вокруг точки £ определяемой из и=-£,!т.

Исследуемые ФЗПФСП были изготовлены по стандартной планар-ной технологии с использованием методов фотолитографии и магне-тронного напыления. Высота рельефа, обеспечивающая сдвиг фазы отраженной от дна зон рентгеновской волны на л, определяется выражением:

(2)

где Я-длина волны рентгеновского излучения; #-угол падения излучения. Основные параметры исследуемых ФЗПФСП приведены в таблице 1.

Таблица 1

Длина волны излучения, X 0.154 нм 0.154 нм

Фокусное расстояние,/ 20 см 10 см

Угол падения излучения, 0 0.2° 0.2°

Апертура линзы, А 4 см 4 см

Общее число зон, N 156 312

Размер центральной зоны, с!х\ 3179мкм 2248 мкм

Размер крайних зон, с!хг, ск. 50 мкм, 70 мкм 26 мкм, 38 мкм

Высота рельефа, й„ 11 нм 11 нм

Собственное разрешение, <5 0.22 мкм 0.11 мкм

Экспериментальные исследования по фокусировке рентгеновского излучения с помощью ФЗПФСП были проведены на лабораторном источнике рентгеновского излучения ЯЮАКи Я^аАех 1Ш-200В с

вращающимся медным анодом (излучение СиКа, Л = 0.154 нм). Каждая из исследуемых ФЗПФСП была протестирована индивидуально. Эффективность фокусировки рентгеновского излучения, определяемая как отношение числа фотонов в фокальной линии ФЗПФСП к числу фотонов в падающем рентгеновском пучке, составила приблизительно 40 %, что является хорошим подтверждением теоретических расчетов для чисто фазовой зонной пластинки Френеля.

Двумерная фокусировка рентгеновского излучения была проведена в схеме Киркпатрика-Баеза, когда зонные пластинки располагаются во взаимно перпендикулярных направлениях. Излучение источника было ограничено диафрагмой с размером 100x100 мкм2, находящейся на расстоянии 10 см от источника. Далее, излучение коллимировалось двумя скрещенными щелями с размером 100 мкм каждая. Расстояние вдоль оптической оси от диафрагмы до первой ФЗПФСП в схеме Киркпатри-ка-Баеза составляло = 233 см. Расстояние между центрами первой и второй ФЗПФСП составляло А = 11.5 см, а расстояние от центра второй ФЗПФСП до плоскости фокусировки, которая является точной плоскостью изображения для каждой из ФЗПФСП, составляло Н2 = 10.9 см. Была получена двумерная фокусировка рентгеновского излучения на фоне достаточно заметного креста, обусловленного тем, что каждая зонная пластинка собирает в фокальную линию только 40 % от падающего рентгеновского излучения. Размер фокального пятна составил 5x10 мкм2, что находится в соответствии с ожидаемыми результатами.

в схеме Кпркпатрика-Еаеза. Размер фокального пятна составляет 5x10 мкм2.

В соответствии с теоретическим анализом (см. (1)), при условии, что поперечный размер источника = апертуре зонной пластинки, в точку фокуса будет суммарно собрано обеими ФЗПФСП (яг1=10, от2=20):

/./ = !С1 (г =|с1|,2|с1|2т1м2/о =0.16от,/Л2/0, (3)

где - эффективности дифракции фокуса первого порядка

первой и второй ФЗПФСП.

Таким образом, в данной главе демонстрируется возможность создания рентгеновского микрозонда на основе двух ФЗПФСП в схеме Киркпатрика-Баеза. Эффективность фокусировки рентгеновского излучения такого микрозонда составляет 16 % от интенсивности падающего излучения.

Третья глава диссертации посвящена исследованию свойств дискретных Френелевских линз скользящего падения (ДФЛСП). Они представляют собой следующий шаг в развитии и совершенствовании фазовых зонных пластинок Френеля скользящего падения, осуществляя многоуровневую фазовую модуляцию падающего рентгеновского излучения.

Если падающая плоская рентгеновская волна фокусируется квазипараболическим зеркалом с профилем поверхности (рис.2), описываемом во Френелевском приближении выражением:

(дсзт в)2 (4)

45Ш#(/-хсояв)' где /- фокусное расстояние; в - угол падения рентгеновского излучения, то лучи, отраженные любой точкой поверхности такого зеркала, приходят в точку фокуса с одной и той же фазой.

: 2 ПХ

(5)

Выберем длину волны падающего рентгеновского излучения А, и отметим на этой параболе точки хгп, соответствующие границам четных зон Френеля для данной длины волны, определяемых выражением:

(х2„зт<?)2 _, /~х2псо $9

Опустим соответствующие кусочки параболы, лежащие в каждой следующей зоне, на величину Л21Г, умноженную на номер зоны п. Лучи, отраженные внутри каждой такой зоны, будут иметь, в силу свойств параболы, одну и ту же фазу в точке фокуса и сдвиг фазы, равный 2 лп, относительно лучей, отраженных другими зонами. Таким образом, получается профиль киноформной зонной пластинки (рис.2).

Идея ДФЛСП состоит в аппроксимации профиля киноформной зонной пластинки некоторой ступенчатой функцией (рис.3), обеспечивающей дискретную модуляцию фазы падающей волны в интервале от О до 2 л-с шагом Аср = 2яД где У - число ступеней или уровней градации фазы.

о^г^П^П АА 1

У X

Рис. 3. Аппроксимация профиля киноформной зонной пластинки ступенчатой функцией.

Эффективность дифракции ДФЛСП определяется выражением:

2

к,!' =

лп

тгт

ттг

Т

где т - порядок дифракции; J- количество уровней ДФЛСП.

Теоретические значения для эффективности фокусировки ДФЛСП с числом уровней 4, 6 и 8 составят:

J = 4 | С;|2 = 8/ti2 = 81 %, J=6->|c;|2 = 9/jt2s91 %, J= 8 ->| с,|2 = 9.37/тг2 = 95 %, (7)

Создание ДФЛСП состоит из следующих основных технологических операций (рис. 4):

подготовка подложки, заключающейся в удалении с поверхности органических загрязнений; напыление тонкого подслоя вольфрама (а); нескольких процессов фотолитографии (б), (д), (з), когда рисунок зонной структуры формируется в фоторезисте, с последующим напылением вольфрамовой пленки необходимой толщиной /bi (в), (е), (и), и нескольких процессов lift-off (г), (ж), (к).

В результате, после последнего процесса lift-off, на поверхности подложки остается необходимый рельеф ДФЛСП из вольфрама.

Основные параметры изготовленных ДФЛСП приведены в таблице 2.

Таблица 2

Количество уровней 4 6 6

Длина волны излучения, к 0.154 нм 0.154 нм 0.154 нм

Фокусное расстояние,/ 20 см 20 см 10 см

Угол падения излучения, в 0.2° 0.2° 0.2°

Апертура линзы, А 4 см 5.5 см 5.5 см

Число градаций фазы, к 4 6 6

Высота каждого уровня, И, 5.5 нм 3.5 нм 3.5 нм

Общее число зон, N 78 297 587

Размер центральной зоны, ск\ 3179 мкм 3179 мкм 2248 мкм

Размер крайних зон, ск+, (к_ 57 мкм, 70 мкм 40 мкм, 53 мкм 17 мкм, 30 мкм

Собственное разрешение, 8 0.22 мкм 0.16 мкм 0.08 мкм

а)

б)

в)

Г)

ll'l^ii'ii'l'l^i'!

VVVYVVVYYYV V

_□___о___п_

i

3)

lili

Рис. 4. Технологические стадии изготовления 4-х уровневой ДФЛСП.

Экспериментальные исследования по фокусировке рентгеновского излучения с помощью ДФЛСП были проведены на лабораторном источнике рентгеиовского излучения (излучение СиКа, Л = 0.154 нм).

... ...

, - !

< ; ... ; 100 мкм

5000

0,10

0,15

а)

0,20 Да.'

—Г—

0,25

0,30

б)

Рис. 5. Экспериментальная фокусировка рентгеновского излучения 6-ти уровневой ДФЛСП с/= 20 см:

а) топограмма;

б) распределение интенсивности сфокусированного рентгеновского излучения в виде функции угла сканирования детектора Ла.

Коэффициент уменьшения изображения источника рентгеновского излучения, равный отношению расстояний источник -ДФЛСП и ДФЛСП - фокальная плоскость, для ДФЛСП с фокусным расстоянием /] = 20 см составлял от, = 10, а для ДФЛСП, обладающей фокусным расстоянием /2 = 10 см, составлял тг = 20. Уменьшенное изображение источника рентгеновского излучения регистрировалось высокоразрешающими рентгеновскими фотопластинками. В соответствии с коэффициентом уменьшения, размер фокуса составил 10 и 5 мкм, соответственно. Полученные то-пограмма и распределение интенсивности сфокусированного рентгеновского излучения в фокальной плоскости для 6-ти уровневой ДФЛСП приведены на рис. 5.

Эффективность фокусировки рентгеновского излучения, определяемая как отношение количества фотонов в фокальной линии к количеству фотонов в падающем рентгеновском пучке, составила для 4-х уровневой ДФЛСП 72%. С учетом коэффициента отражения рентгеновского излучения в условиях полного внешнего отражения (= 96 %), дифракционная эффективность 4-х уровневой ДФЛСП составляет 75 %, а для 6-ти уровневой ДФЛСП 85 %, что находится в хорошем соответствии с теоретическими расчетами.

Двумерная фокусировка рентгеновского излучения в схеме Киркпатрика-Баеза была проведена с помощью двух 6-ти уровне-вых ДФЛСП, с фокусными расстояниями /¡=20 см и /2= 10 см (см. таблицу 2). Была получена двумерная фокусировка рентгеновского излучения на фоне слабо заметного креста. Размер фокального пятна составил 5x10 мкм2, что находится в соответствии с ожидаемыми результатами.

Таким образом, в данной главе продемонстрированы фокусирующие свойства 4-х и 6-ти уровневых ДФЛСП, осуществляющих фокусировку рентгеновского излучения с эффективностью 75 и 85 % соответственно. Также, демонстрируются возможности высокоэффективного рентгеновского микрозонда на основе двух ДФЛСП в схеме Киркпатрика-Баеза, работающего в лабораторных условиях и позволяющего собрать до 70 % падающего излучения в фокальном пятне.

100 mks*

Рис. 6. Топограмма двумерной фокусировки рентгеновского излучения 6-и уровневыми ДФЛСП. Размер фокального пятна составляет 5x10 мкм2.

В четвертой главе представлены результаты экспериментальных и теоретических исследований фокусировки рентгеновского излучения ФЗПФСП, промоделированной поверхностной акустической волной (ПАВ). Созданный новый рентгенооптический элемент - рентгеноакусти-ческий фокусирующий дефлектор - представляет собой совмещение ФЗПФСП и ультразвуковой сверхрешетки. ФЗПФСП и встречно-штыревой преобразователь (ВШП), используемый для возбуждения ПАВ, были сформированы на поверхности KZ-среза кристалла LiNb03, что позволило совместить в одном элементе фокусировку рентгеновского излучения зонной пластинкой и дифракцию рентгеновского излучения на ультразвуковой сверхрешетке.

Положение дифракционных максимумов при дифракции рентгеновского излучения на ФЗПФСП, промодулированной ПАВ, определяется выражением:

COS<20 - COS«,,, = —— , (8)

к

где а0 - угол падения; ат - угол дифракции рентгеновского излучения; Кик - волновые числа ПАВ и падающего рентгеновского излучения, т - порядок дифракции.

Границы зон Френеля для фокусировки в m-ый порядок дифракции определяются выражением:

2 • 2 х эш а,

т

(9)

1-

и

/

где п - целое число; /- фокусное расстояние, а интенсивность фокусировки излучения в дифракционный порядок как

где /0 - интенсивность падающего излучения; ./,„ - функция Бесселя т-го порядка; N ~ число зон Френеля в апертуре ФЗПФСП; к - амплитуда ПАВ.

Таким образом, при дифракции рентгеновского излучения на ФЗПФСП, промодулированной ПАВ, для фокусировки излучения, дифрагированного в определенный порядок дифракции, необходимо сформировать на поверхности кристалла рельеф зон Френеля для заданного угла дифракции.

Экспериментальные исследования рентгеноакустического фокусирующего дефлектора проводились на лабораторном источнике рентгеновского излучения (излучение СиКа, Я = 0.154 нм). ФЗПФСП была изготовлена для угла падения рентгеновского излучения а0 = 0.2°, длина волны ультразвука составляла А = 30 мкм.

На рис. 7 представлены зависимости интенсивности рентгеновского излучения, дифрагированного на ФЗПФСП, промодулированной ПАВ, при различных углах падения излучения. Хорошо видно, что оказываются сфокусированными дифракционные порядки (т = 0, +1, +2), угловое положение которых соответствует 0.2°. Это является доказательством теоретического исследования, демонстрирующего, что рентгеновское излучение фокусируется только в те дифракционные порядки, угловое положение которых соответствует углу падения рентгеновского излучения, используемому при расчетах и создании ФЗПФСП.

/ соэат =соъа^-т

к

^1%2/0фп(й*ехр(8Ь

^па0+зт«п,))]2, (10)

Рис. 7. Зависимости интенсивности рентгеновского излучения, дифрагированного на ФЗПФСП, промодулированной ПАВ, полученные в виде функции угла сканирования детектора Да при различных углах падения рентгеновского излучения, ао = 0.20°, 0.27°, 0.33°.

Рис. 8. Зависимости интенсивности рентгеновского излучения, дифрагированного на ФЗПФСП, промодулированной ПАВ, полученные в виде функции угла сканирования детектора 4«при различных частотах возбуждения ПАВ/= И 9 и 125 МГц.

Изменение частоты возбуждения ПАВ позволяет изменять угловое положение дифракционного порядка. Этот эффект может быть использован для проведения высокоразрешающего сканирования дифракционным порядком. Частота возбуждения ПАВ может меняться в пределах полосы пропускания ВШП, создавая изменение углового положения дифракционного порядка. На рис. 8 демонстрируются зависимости интенсивности рентгеновского излучения, дифрагированного на ФЗПФСП, промодулированной ПАВ, полученные в виде функции угла сканирования детектора А а при различных частотах возбуждения ПАВ /= 119 и 125 МГц. Изменение углового положения +1 дифракционного порядка для угла падения излучения а0 = 0.27° составило Лог+1 г 0.01°, что соответствует изменению пространственного положения дифракционного порядка г 35 мкм.

Следует отметить, что при смещении углового положения дифракционного порядка эффективность фокусировки в этот дифракционный порядок остается неизменной в данном частотном диапазоне. Таким образом, при использовании ВШП, обладающего большой полосой пропускания, становится возможным осуществить сканирование дифракционным порядком в достаточно большом угловом и, соответственно, пространственном диапазоне.

Таким образом, в данной главе демонстрируется возможность высокоскоростного немеханического управления сфокусированным рентгеновскнм излучением с помощью нового рентгенооптического элемента - рентгеноакустического фокусирующего дефлектора.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Впервые проведены экспериментальные и теоретические исследования по созданию рентгеновского микрозонда на основе двумерной фокусировки рентгеновского излучения Френелев-скими зонными пластинками скользящего падения в схеме Киркпатрика-Баеза. Экспериментально удалось получить в фокальном пятне = 16 % падающего излучения. На основе схемы Киркпатрика-Баеза создан рентгеновский микрозонд, работающий в лабораторных условиях.

2. Предложен новый тип рентгенооптических элементов - дискретные Френелевские линзы скользящего падения. Разработана технология изготовления данных элементов.

3. Впервые теоретически и экспериментально исследован процесс фокусировки рентгеновского излучения дискретными Френелевскими линзами скользящего падения. Созданные и исследованные 4-х и 6-ти уровневые дискретные Френелевские линзы скользящего падения обладают дифракционной эффективностью £ 75 % и 85 % соответственно, что является на данный момент лучшими параметрами в рентгеновской дифракционной оптике.

4. Впервые реализована схема рентгеновского микрозонда на основе двух скрещенных дискретных Френелевских линз скользящего падения в схеме Киркпатрика-Баеза. Экспериментально удалось собрать в фокальном пятне = 70 % от интенсивности падающего излучения.

5. Впервые предложен и реализован новый элемент - рентгено-акустический фокусирующий дефлектор, сочетающий в себе дифракцию на фазовых зонных пластинках Френеля скользящего падения с дифракцией на ультразвуковой сверхрешетке. Экспериментально исследованы его свойства.

6. Создана теоретическая модель процесса дифракции рентгеновского излучения на фазовых Френелевских зонных пластинках скользящего падения, промодулированных поверхностными акустическими волнами.

7. Впервые проведены экспериментальные исследования по пространственной модуляции сфокусированного рентгеновского излучения за счет изменения частоты возбуждения поверхностных акустических волн.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Roshchupkin D.V., Tucoulou R., Schelokov I.A., Kondakov A.S., Brunei M., Acousto-Optique pour RayonsX, Proceedings of the 4-th Congress on Acoustics, Marseille, France, vol. 2, p.l 133-1136, 14-18 avril, 1997.

2. Рощупкин Д.В., Щелоков И.А., Кондаков A.C., Тукулу P., Брюнель M., Дифракция рентгеновского излучения на стоячей поверхностной акустической волне в условиях полного внешнего отражения, Материалы Национальной конференции по применению рентгеновского, синхротронного излучений, нейтронов и электронов для исследования материалов РСНЭ-97, Дубна, Россия, стр. 283, 1997.

3. Рощупкин Д.В., Щелоков И.А., Кондаков A.C., Тукулу Р., Брюнель М., Дифракция рентгеновского излучения на ультразвуковой сверхрешетке в условиях полного внешнего отражения, Материалы Национальной конференции по применению рентгеновского, синхротронного излучений, нейтронов и электронов для исследования материалов РСНЭ-97, Дубна, Россия, стр. 425, 1997.

4. Рощупкин Д.В., Щелоков И.А., Кондаков A.C., Тукулу Р., Брюнель М., Фокусировка рентгеновского излучения, дифрагированного на ультразвуковой сверхрешетке, Материалы Национальной конференции по применению рентгеновского, синхротронного излучений, нейтронов и электронов для исследования материалов РСНЭ-97, Дубна, Россия, стр. 426, 1997.

5. Щелоков И.А., Рощупкин Д.В., Кондаков A.C., Тукулу Р., Брюнель М., Фокусирующие рентгенооптические элементы скользящего падения, Материалы Национальной конференции по применению рентгеновского, синхротронного излучений, нейтронов и электронов для исследования материалов РСНЭ-97, Дубна, Россия, стр. 431,1997.

6. Щелоков И.А., Рощупкин Д.В., Кондаков A.C., Якшин А.Е., Брюнель М., Двумерная фокусировка рентгеновского излучения фазовыми зонными пластинками Френеля скользящего падения в схеме Киркпатрика-Баеза, Материалы Всероссийского рабочего совещания "Рентгеновская оптика", Нижний Новгород, Россия, стр. 168-173, 1998.

7. Щелоков И.А., Рощупкин Д.В., Кондаков A.C., Иржак Д.В., Brunei M., Tucoulou R., Новое поколение фокусирующей Фре-

нелевской оптики скользящего падения, Материалы Молодежной конференции, посвященной 15-летию ИПТМ РАН и 275-летию Российской Академии Наук, Черноголовка, Россия, стр.13, 1998.

8. Roshchupkin D.V., Schelokov I.A., Tucoulou R., Kondakov A.S., Brunei M., X-ray focusing by a ID-grazing incidence Fresnel zone plate, modulated by a surface acoustic wave, Optics Communications, 146, p.25-30, 1998.

9. Roshchupkin D.V., Tucoulou R., Masclet A., Brunei M., Schelokov I.A., Kondakov A.S., X-ray diffraction by standing surface acoustic waves, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 142, p.432-436, 1998.

10. 10 Schelokov I.A., Roshchupkin D.V., Kondakov A.S., Yakshin A.E., Tucoulou R., Brunei M., Two-dimensional X-ray focusing by grazing incidence phase Fresnel zone plates in Kirkpatrik-Baez scheme, Optics Communications, 155, p.l 15-124, 1998.

11. Schelokov I.A., Roshchupkin D.V., Kondakov A.S., Irzhak D.V., Brunei M., Tucoulou R., Second generation of grazing-incidence-phase Fresnel zone plates, Optics Communications, 159, p.278-284, 1999.

12. Щелоков И.А., Рощупкин Д.В., Кондаков A.C., Якшин А.Е., Брюнель М., Двумерная фокусировка рентгеновского излучения фазовыми зонными пластинками Френеля скользящего падения в схеме Киркпатрика-Баеза, Поверхность, рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, №1, стр. 87-91, 1999.

13. Рощупкин Д.В., Щелоков И.А., Кондаков А.С., Тукулу Р., Брюнель М., Дифракция рентгеновского излучения на стоячей поверхностной акустической волне в условиях полного внешнего отражения, Поверхность, рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, №3, стр. 10-13, 1999.

14. Щелоков И.А., Рощупкин Д.В., Кондаков А.С., Брюнель М., Тукулу Р., Второе поколение Френелевских зонных пластинок скользящего падения, Материалы Всероссийского рабочего совещания "Рентгеновская оптика - 99", Нижний Новгород, Россия, стр.156-165, 1999.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЭЛЕМЕНТЫ ФОКУСИРУЮЩЕЙ РЕНТГЕНОВСКОЙ

ОПТИКИ.

1.1. Капиллярная рентгеновская оптика.

1.1.1. Монокапиллярные рентгенооптические элементы.

1.1.2. Поликапиллярная оптика. Линзы Кумахова.

1.1.3. Микроканальные пластины.

1.2. Зеркальные рентгенооптические элементы скользящего падения.

1.3. Френелевские зонные пластинки.

1.3.1. Амплитудные зонные пластинки.

1.3.2. Фазовые зонные пластинки.

1.3.3. Амплитудно-фазовые зонные пластинки.

1.4. Брэгг-Френелевская оптика.

1.4.1. Брэгг-Френелевская кристаллооптика.

1.4.2. Брэгг-Френелевские линзы на многослойных рентгеновских зеркалах.

1.5. Рефракционная оптика.

Выводы к главе 1.

ГЛАВА 2. ФАЗОВЫЕ ЗОННЫЕ ПЛАСТИНКИ ФРЕНЕЛЯ

СКОЛЬЗЯЩЕГО ПАДЕНИЯ.

2.1. Теоретический расчет интенсивности излучения в точке фокуса ФЗПФСП.

2.2. Формирование изображения протяженного источника в фокальной плоскости ФЗПФСП.

2.3. Технология изготовления ФЗПФСП.

2.4. Фокусировка рентгеновского излучения ФЗПФСП.

2.4.1. Одномерная фокусировка рентгеновского излучения ФЗПФСП.

2.4.2. Рентгеновский микрозонд: двумерная фокусировка рентгеновского излучения

ФЗПФСП в схеме Киркпатрика-Баеза.

Выводы к главе 2.

ГЛАВА 3. ДИСКРЕТНЫЕ ФРЕНЕЛЕВСКИЕ ЛИНЗЫ

СКОЛЬЗЯЩЕГО ПАДЕНИЯ.

3.1. Теоретический анализ эффективности дифракционных порядков ДФЛСП.

3.2. Технологические аспекты изготовления ДФЛСП.

3.3. Фокусировка рентгеновского излучения ДФЛСП.

3.3.1. Одномерная фокусировка рентгеновского излучения ДФЛСП.

3.3.2. Рентгеновский микрозонд на основе ДФЛСП в схеме Киркпатрика-Баеза.

Выводы к главе 3.

ГЛАВА 4. РЕНТГЕНОАКУСТИЧЕСКИЙ ФОКУСИРУЮЩИЙ

ДЕФЛЕКТОР.

4.1. Теоретическая модель дифракции рентгеновского излучения на ФЗПФСП, промодулированной поверхностными акустическими волнами.

4.2. Экспериментальные исследования свойств рентгеноакустического фокусирующего дефлектора.

Выводы к главе 4.

Рентгеновское излучение широко применяется для проведения различных исследований в микроэлектронике, диагностике материалов, медицине и биологии. Использование рентгеновского излучения позволяет осуществлять неразрушающий контроль различных процессов и материалов, открывает новые возможности для изучения различных веществ.

Актуальность темы диссертационной работы обосновывается тем, что важнейшей задачей рентгеновской оптики является разработка и создание новых высокоэффективных рентгенооптических элементов, позволяющих проводить локальный анализ различных материалов с субмикронным разрешением.

Большие перспективы имеет новый тип фокусирующей рентгеновской оптики - фазовая зонная оптика Френеля скользящего падения, которая показала высокую эффективность и возможность создания локального рентгеновского микрозонда. Использование такого микрозонда для локального флуоресцентного анализа с высоким пространственным разрешением и экспериментов по микродифракции позволит повысить эффективность проводимых научных исследований.

Также, большое значение имеет взаимодействие рентгеновского излучения с акустическими волнами. Высокая чувствительность рентгеновского излучения к искажениям кристаллической решетки, вызванных распространением акустических фононов в твердых телах, является основой для эффективного решения задач физической акустики, а дифракция рентгеновского излучения на поверхностных акустических волнах открывает возможность управления рентгеновским излучением посредством изменения параметров ультразвуковой сверхрешетки.

Таким образом, актуальность темы диссертационной работы обусловлена необходимостью изучения дифракционных свойств фазовой зонной оптики Френеля скользящего падения и исследования взаимодействия рентгеновского излучения с ультразвуковой сверхрешеткой.

Сказанное выше позволяет сформулировать цель данной диссертационной работы - теоретический анализ и экспериментальное исследование дифракционных свойств элементов фазовой зонной оптики Френеля скользящего падения в жестком рентгеновском излучении, а так же исследование дифракции рентгеновского излучения на фазовой зонной пластинке Френеля скользящего падения, промодулированной ультразвуковой сверхрешеткой.

Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд следующих актуальных задач:

1. Провести теоретические и экспериментальные исследования по созданию рентгеновского микрозонда, основанного на двумерной фокусировке рентгеновского излучения фазовыми зонными пластинками Френеля скользящего падения в схеме Киркпатрика-Баеза.

2. Теоретически и экспериментально исследовать процесс фокусировки рентгеновского излучения дискретными Френелевскими линзами скользящего падения.

3. Провести теоретические и экспериментальные исследования двумерной фокусировки рентгеновского излучения и создания высокоэффективного рентгеновского микрозонда на основе дискретных Френелевских линз скользящего падения в схеме Киркпатрика-Баеза.

4. Экспериментально и теоретически изучить процесс фокусировки рентгеновского излучения фазовыми зонными пластинками Френеля скользящего падения, промодулированными поверхностными акустическими волнами.

Научная новизна результатов, полученных в диссертационной работе, заключается в следующем:

1. Впервые экспериментально продемонстрирована возможность двумерной фокусировки рентгеновского излучения фазовыми зонными пластинками Френеля скользящего падения в схеме Киркпатрика-Баеза, исследованы оптические характеристики полученного рентгеновского микрозонда.

2. Впервые созданы дискретные Френелевские линзы скользящего падения и исследованы их оптические свойства.

3. Впервые создан и исследован высокоэффективный рентгеновский микрозонд на основе дискретных Френелевских линз скользящего падения в схеме Киркпатрика-Баеза.

4. Впервые проведено исследование процесса дифракции рентгеновского излучения на фазовой Френелевской зонной пластинке скользящего падения, промодулированной поверхностными акустическими волнами.

Научное и практическое значение работы определяется тем, что:

Результаты теоретического и экспериментального исследования рентгеновского микрозонда на основе двух фазовых зонных пластинок

Френеля скользящего падения в схеме Киркпатрика-Баеза могут быть использованы в различных методах локального анализа.

Результаты исследования дифракционных свойств нового типа рентгенооптических элементов - дискретных Френелевских линз скользящего падения - доказывают возможность их широкого применения в различных рентгенооптических схемах.

Результаты экспериментально реализованного высокоэффективного рентгеновского микрозонда Киркпатрика-Баеза на основе двух скрещенных дискретных Френелевских линз скользящего падения открывают новые возможности в локальных методах анализа, микродифракции, микрофлуоресцентного анализа, как на лабораторных источниках, так и на источниках синхротронного излучения.

По результатам исследований дифракции рентгеновского излучения на фазовых зонных пластинках Френеля скользящего падения, промодулированных поверхностными акустическими волнами предложен и реализован новый элемент - рентгеноакустический фокусирующий дефлектор.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Результаты экспериментальных и теоретических исследований двумерной фокусировки рентгеновского излучения фазовыми зонными пластинками Френеля скользящего падения в схеме Киркпатрика-Баеза.

2. Результаты экспериментальных и теоретических исследований процесса фокусировки рентгеновского излучения дискретными Френелевскими линзами скользящего падения.

3. Результаты исследований двумерной фокусировки рентгеновского излучения на основе дискретных Френелевских линз скользящего падения в схеме Киркпатрика-Баеза.

4. Результаты экспериментальных и теоретических исследований процесса фокусировки рентгеновского излучения фазовыми зонными пластинками Френеля скользящего падения, промодулированными поверхностными акустическими волнами, послуживших основой для создания рентгеноакустического фокусирующего дефлектора.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на следующих конференциях, совещаниях и семинарах:

1. 11-я Международная конференция по использованию синхротронного излучения СИ-96, Новосибирск, Россия, 1996.

2. 4-th Congress on Acoustics, Marseille, France, 1997.

3. Национальная конференция по применению рентгеновского, синхротронного излучений, нейтронов и электронов для исследования материалов РСНЭ-97, Дубна, Россия, 1997.

4. Всероссийское рабочее совещание "Рентгеновская оптика", Нижний Новгород, Россия, 1998.

5. Молодежная конференция, посвященная 15-летию ИПТМ РАН и 275-летию Российской Академии Наук, Черноголовка, Россия, 1998.

6. Всероссийское рабочее совещание "Рентгеновская оптика - 99", Нижний Новгород, Россия, 1999.

7. Всероссийское рабочее совещание "Рентгеновская оптика - 2000", Нижний Новгород, Россия, 2000.

10

Публикации. По результатам исследований опубликовано 15 научных работ, которые были использованы при написании диссертации.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка основных публикаций и списка цитированной литературы из 95 названий. Объем диссертации составляет 145 страниц, в том числе 45 рисунков.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Впервые проведены теоретические и экспериментальные исследования по созданию рентгеновского микрозонда на основе двумерной фокусировки рентгеновского излучения Френелевскими зонными пластинками скользящего падения в схеме Киркпатрика-Баеза. Экспериментально удалось получить в фокальном пятне = 16 % от интенсивности падающего излучения. На основе схемы Киркпатрика-Баеза создан рентгеновский микрозонд, работающий в лабораторных условиях.

2. Предложен новый тип рентгенооптических элементов дискретные Френелевские линзы скользящего падения. Разработана технология изготовления данных элементов.

3. Впервые теоретически и экспериментально исследован процесс фокусировки рентгеновского излучения дискретными Френелевскими линзами скользящего падения. Созданные и исследованные 4-х и 6-ти уровневые ДФЛСП обладают дифракционной эффективностью = 75 % и 85 %, соответственно, что является на данный момент лучшими параметрами в рентгеновской дифракционной оптике.

4. Впервые реализована схема рентгеновского микрозонда на основе двух скрещенных дискретных Френелевских линз скользящего падения в схеме Киркпатрика-Баеза. Экспериментально удалось собрать в фокальном пятне = 70 % от интенсивности падающего излучения.

5. Впервые предложен и реализован новый элемент -рентгеноакустический фокусирующий дефлектор, сочетающий в себе дифракцию на фазовых зонных пластинках Френеля скользящего падения с дифракцией на ультразвуковой сверхрешетке. Экспериментально исследованы его свойства.

133

6. Создана теоретическая модель процесса дифракции рентгеновского излучения на фазовых Френелевских зонных пластинках скользящего падения, промодулированными поверхностными акустическими волнами.

7. Впервые проведены экспериментальные исследования по пространственной модуляции сфокусированного рентгеновского излучения за счет изменения частоты возбуждения поверхностных акустических волн.

В заключении автор считает своим долгом выразить признательность всем тем, кто оказывал ему помощь в выполнении данной работы: прежде всего автор благодарен своему научному руководителю, доктору физико-математических наук, Рощупкину Дмитрию Валентиновичу за помощь в проведении, как экспериментальных исследований, так и в обсуждении результатов; автор выражает свою искреннюю признательность кандидату физико-математических наук Щелокову Игорю Александровичу за ценные советы и замечания, а также благодарит всех сотрудников лаборатории рентгеновской акустооптики за обсуждение работы и постоянную поддержку.

1. Roshchupkin D.V., Tucoulou R., Schelokov I.A., Kondakov A.S., Brunei M., Acousto-Optique pour RayonsX, Proceedings of the 4-th Congress on Acoustics, Marseille, France, vol. 2, p.l 133-1136, 14-18 avril, 1997.

2. Roshchupkin D.V., Schelokov I.A., Tucoulou R., Kondakov A.S., Brunei M., X-ray focusing by a ID-grazing incidence Fresnel zone plate, modulated by a surface acoustic wave, Optics Communications, 146, p.25-30, 1998.

3. Roshchupkin D.V., Tucoulou R., Masclet A., Brunei M., Schelokov I.A., Kondakov A.S., X-ray diffraction by standing surface acoustic waves, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 142, p.432-436, 1998.

4. Schelokov I.A., Roshchupkin D.V., Kondakov A.S., Yakshin A.E., Tucoulou R., Brunei M., Two-dimensional X-ray focusing by grazing incidence phase Fresnel zone plates in Kirkpatrik-Baez scheme, Optics Communications, 155, p.l 15-124, 1998.

5. Schelokov I.A., Roshchupkin D.Y., Kondakov A.S., Irzhak D.V., Brunei M., Tucoulou R., Second generation of grazing-incidence-phase Fresnel zone plates, Optics Communications, 159, p.278-284, 1999.

6. Щелоков И.А., Рощупкин Д.В., Кондаков A.C., Якшин А.Е., Брюнель M., Двумерная фокусировка рентгеновского излучения фазовыми зонными пластинками Френеля скользящего падения в схеме136

7. Киркпатрика-Баеза, Поверхность, рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, №1, стр. 87-91, 1999.

8. Щелоков И.А., Рощупкин Д.В., Кондаков A.C., Брюнель М., Тукулу Р., Второе поколение Френелевских зонных пластинок скользящего падения, Материалы Всероссийского рабочего совещания "Рентгеновская оптика 99", Нижний Новгород, Россия, стр. 156-165,1999.

9. СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

10. Kreger D.R., Ree. Trans. Bot. Neerlandais 41, 603, 1948; Kreger D.R., in Selected Topics in X-Ray Crystallography, edited by Y. Bouman, Interscience, New York, 1951.

11. Carpenter D.A., X-Ray Spectr., 18,253, 1989.

12. Brewe D.L., Heald S.M., Barg В., Brown F.C., Kim K.H., Stern E.A., Proceeding of the SPIE, vol. 2516, p. 197-203, 1995.

13. Attaelmanan A., Voglis P., Rindby A., Larsson S., Engstrom P., Rev. Sei. Instrum., 66 (1), 1995.

14. Thiel D.J., Bilderback D.H., Lewis A., Stern E.A., Nucl. Instrum. Methods A 317, 597, 1992.

15. Thiel D.J., Bilderback D.H., Lewis A., Rev. Sei. Instrum. 64, 2872, 1993.

16. Hoffman S.A., Thiel D.J., Bilderback D.H., Opt. Eng. 33, 303, 1994.

17. Bilderback D.H., Hoffman S.A., Thiel D.J., Science 263, 201, 1994.

18. Bilderback D.H., Hoffman S.A., Thiel D.J., Syn. Rad. News 7, 27, 1994.

19. Hoffman S.A., Thiel D.J., Bilderback D.H., Nuclear Instr. & Methods in Phys. Research, vol. 347, iss. 1-3, p.384-389, 1994.

20. Engstroem P., Riekel C., Journal of Synch. Radiation, vol. 3, iss: pt.3, p. 97100, 1996.

21. Кумахов M. А., Излучение каналированных частиц в кристаллах. М.: Энергоатомиздат, 1986.

22. И.Аркадьев В. А., Коломийцев А. И., Кумахов М. А., Пономарев И. Ю., Ходеев И. А., Чертов Ю. П., Шахпаронов И. М., Широкополосная рентгеновская оптика с большой угловой апертурой, Успехи физ. наук, т. 157, вып. 3, 1989.

23. Kovantsev V.E., Pant J., Pantojas V., Nazaryan N., Hayes T.M., Persans P.D., Capillary based x-ray collector/collimator for diffraction applications, Appl. Phys. Lett., 62 (23), 1993.

24. Kardiawarman A., York B.R., Qian X.W., Xiao Q.F., MacDonald C.A., Gibson C.A., Application of a multifiber collimating lens to thin film structure analysis, Proceeding of the SPIE, vol. 2519, p. 197-206, 1995.

25. Kirkland J.P., Kovantsev V.E., Dozier C.M., Gilfrich J.V., Gibson W.M., Xiao Qi-Fan, Umezawa K., Wavelength-dispersive x-ray fluorescence detector, Rev. Sci. Instrum., 66 (2), 1995.

26. Vartanian M., Youngman R., Gibson D., Drumheller J., Frankel R., Polycapillary collimator for point source proximity x-ray lithography, J. Vac. Technol. B, 11 (6), 1993.

27. Ullrich J.B., Ponomarev I.Yu., Gubarev M.V., Gao N., Xiao Q.F., Gibson W.M., Development of monolithic capillary optics for X-ray diffraction applications, Proc. Of the SPIE, vol. 2278, p. 148-155, 1994.

28. Gao N., Ponomarev I.Yu., Xiao Q.F., Gibson W.M., Carpenter D.A., Monolithic polycapillary focusing optics and their applications in microbeam X-ray fluorescence, Appl. Rhys. Letters, vol. 69, iss. 11, p. 1529-1531, 1996.

29. Ullrich J.B., Gibson W.M., Gubarev M.V., MacDonald C.A., Nucl. Instrum. And Methods A, 347, 401, 1994.

30. Chapman H.N., Nugent K.A., Wilkins S.W., Davis T.J., X-ray Sci. Technol., 2, 117, 1990.

31. Kaaret, P.; Geissbuhler, P.; Chen, A.; Glavinas, E., X-ray focusing using microchannel plates, Applied Optics, Vol: 31 Iss: 34 p. 7339-43, 1992.

32. Chapman H.N., Nugent K.A., Wilkins S.W., Appl. Opt, 32, 6316, 1993.

33. Chapman H.N, Rode A, Nugent K.A, Wilkins S.W., Davis T.J, Appl. Opt, 32, 6333, 1993.

34. Kompton A.H, The total reflection of X-ray, Phil. Mag, 1923, vol. 45, N 270,p. 1121-1131.

35. Jentsch F, Optische Versuche mit Röntgenstrahlen, Phys. Zeit, 1929, B. 30, s. 268-273.

36. Ehrenberg W, X-ray optics, Nature, 1947, vol. 160, N 4062, p. 330-331.

37. Kirkpatrik P, Baez A. V, Formation of optical images by X-ray, J. Opt. Soc. Amer, 1948, vol. 38, N 9, p. 766-774.

38. Hagelstein, M.; San Miguel, A.; Fontaine, A.; Goulon, J, The beamline ID24 at ESRF for energy dispersive X-ray absorption spectroscopy, Journal de Physique IV Colloque., 1997, Vol: 7 Iss: C2 p. 303-308.

39. Wolter H, Spiegelsysteme streifenden Einfalls als abbildende Optiken fur Röntgenstrahlen, Ann. der Phys, 1952, t. 10, N 1, p. 94-114.

40. Виноградов А.В., Брытов И. А., Грудский А.Я. и др. Д.: Машиностроение, 1989.

41. Мишетт А., Оптика мягкого рентгеновского излучения, М.: Мир, 1989.

42. Bender J.W., Fabrication of a 1.4-meter flat synchrotron mirror, Proceedings of the SPIE The International Society for Optical Engineering, 1997, Vol: 3152 p. 258-264.

43. Ulmer M.P., Altkorn R., Krieger A., Parsignault D., Chung Y.-W., Grazing incidence and multilayer X-ray optical systems, Proceedings of the SPIE -The International Society for Optical Engineering, Vol: 3113 p. 267-74, 1997.

44. Franke A.E., Schattenburg M.L., Gullikson E.M., Cottam J., Kahn S.M., Rasmussen A., Super-smooth X-ray reflection grating fabrication, Journal of Vacuum Science & Technology В Microelectronics and Nanometer Structures., Vol: 15 Iss: 6 p. 2940-5, 1997.

45. Haizhang Li, Takacs P.Z., Oversluizen Т., Vertical scanning long trace profiler: a tool for metrology of X-ray mirrors, Proceedings of the SPIE The International Society for Optical Engineering Vol: 3152 p. 180-7, 1997.

46. Souvorov A., Snigireva I., Snigirev A., Mirror surface characterization by topography with coherent X-rays, Proceedings of the SPIE The International Society for Optical Engineering, Vol: 3113 p. 476-83, 1997.

47. Waldman G.S., Variations on the Fresnel zone plate, J. Opt. Soc. Am., 1966, v.56, p.215-218.

48. Рентгеновская оптика и микроскопия, под ред. Г. Шмаля и Д. Рудольфа, Москва, Мир, 1987.

49. Horman H., Chau H.M., Zone plate theory based on holography, Appl. Optics, v.6, N2, p.317, 1967.

50. Reylieigh L., Wave theory, Encyclopedia Britannica, 9-th ed., v.24, p. 429510, 1888.

51. Wood R.W., Philos. Mag., 1898, v.45, p.511.

52. Aristov V.V., Basov Yu.A., Goureev Т.Е., Snigirev A.A., Ishikawa Т., Izumi K., Kikuta S., Focusing properties of a linear Bragg-Fresnel lens, Jnp. J. Appl. Phys., 1992, v.31, p.2616-2620.

53. Miyamoto K., The phase Fresnel lens, J. Opt. Soc. Am., 1961, v. 51, N 1, p. 17-21.

54. Lai В., Yun В., White V., Di Fabrizio E. Et al., Hard X-ray phase zone plate fabricated by lithographic techniques, Appl. Phys. Lett., 1992, 61 (16), p.1877-1879.

55. Kamijo N., Tamura S., Suzuki Y., Kihara H., Fabrication and testing of hard x-ray sputtered-sliced zone plate, Rev. Sci. Instrum., 1995, v. 66 (2), p. 21322134.

56. Shulakov E.V., Aristov V.V., The kinematical theory of X-ray spherical wave diffraction, Acta Cryst., 1982, v.A38, p.454-463.

57. Шулаков E.B., Аристов B.B., Теория дифракционной рентгеновской топографии совершенных и дефектных кристаллов. Препринт ИФТТ, 1987, с.32.

58. Аристов В.В., Шехтман В.Ш., Свойства трехмерных голограмм. УФН, 1971, т.4, №1, с.51-57.

59. Aristov V.V., Snigirev А.А., Basov Yu.A., Nikulin A.Yu., X-ray Bragg optics. AIP Conf. Proc., 1986, №.147, p.253-259.

60. Aristov V.V., Basov Yu.A., Goureev Т.Е., Snigirev A.A., Ishikawa Т., Izumi K., Kikuta S., Focusing properties of linear-phase Bragg-Fresnel lens, Jpn. J. Appl. Phys., 1992, v.31, p.2616-2620.

61. Kuznetsov S.M., Snigireva I.I., Snigirev A.A., Engstrom P., Riekel C., Submicrometer fluorescence microprobe based on Bragg-Fresnel optics, Appl. Phys. Lett., 1994, v.65, iss.7, p.827-829.

62. Tarazona E., Elleaume P., Chavanne J., Hartman Ya.M., Snigirev A.A., Snigireva I.I., 2D imaging of an undulator source by phase circular Bragg-Fresnel lens, Rew. Of Sei. Instr., 1994, v.65, iss.6, p.l 959-1963.

63. Hartman Ya, Kohn V., Kuznetsov S., Singirev A., Snigireva I., Phase-contrast hard X-ray microtomography by Bragg-Fresnel optics, Nuovo Cimento D, 1997, v.19D, iss.2-4, p.571-576.

64. Aristov V.V., Basov Yu.A., Redkin S.V., Snigirev A.A., Yunkin V.A., Bragg zone plate for X-ray focusing, Nucl. Instr.&Meth., 1987, A261, p.72-74.

65. Aristova E.V., Freund A., Hartman Ya., Schmahl G., Snigirev A., Yunkin V., Phase circular Bragg-Fresnel lens based on germanium single crystal, Abst. Of 4-th Int. Conf. On X-ray Microscopy, September, 1993, Chegnogolovka, p.H-26.

66. Виноградов A.B., Зельдович Б.Я., Многослойные зеркала для рентгеновского и дальнего ультрафиолетового излучения, Оптика и спектроскопия, 1977, т.42, №4, с.709-714.

67. Spiller Е., Evaporated multilayer dispersion elements for soft X-rays, AIP Conf. Proc. №75, "Low energy X-ray diagnostics", 1981, p. 124-130.

68. Barbee T.W., Sputtered layered synthetic microstructure (LSM) dispersion elements, AIP Conf. Proc. №75, "Low energy X-ray diagnistics", 1981, p.131-145.

69. Gaponov S.V., Genkin V.M., Salashchenko N.M., Fraerman A.A., Scattering of neutrons and X radiation in the range 10-300 A by periodic structures with rough boundaries, Pis'ma Zh. Eksp. Teor. Fiz., 1985, v.41, №2, p.53-55.

70. DuMond J., Yowtz J.P., An X-ray method of determination rates of diffusion in the solid state, J. Appl. Phys., 1940, v.l 1, N4, p.357-365.

71. Chauvineau J.P., Corno Y., Naccache P., Nevot L.,Pardo В., Valiergue L., Fabrication controlee de nulticouches pour monochromateurs-reflecteurs en X-UV, J. Optics (Paris), 1984, v. 15, №4 bis, p.265-269.

72. Гапонов C.B., Гусев C.A., Платонов Ю.Я., Салащенко Н.Н., Искусственные многослойные отражающие элементы для мягкого рентгеновского излучения. I. Выбор пар материалов и расчет многослойных зеркал, ЖТФ, 1984, т.54, с. 747-754.

73. Dhez P. Metallic multilayers: New possibilities in X-UV optics, Adv. Space Res., 1983, v.2, №4.

74. Аристов B.B., Талонов C.B., Генкин B.M., Ерко А.И., Салащенко Н.Н., Фокусирующие свойства профилированных многослойных зеркал, Письма в ЖЭТФ, 1986, т.44, с.207-209.

75. Erko A., Khzmalian Е., Panchenko L., Redkin S., Zinenko V., Chevalier P., Dhez P., Khan-Malek C., Freund A., Vidal В., First test of Bragg-Fresnel multilayer X-ray fluorescence microscope at LURE, Preprint, Chernogolovka, 1992.

76. Dhez P., Erko A., Khzmalian E., Vidal В., Zinenko V., Kirkpatrik-Baez microscope based on Bragg-Fresnel multilayer lenses, Preprint, Chernogolovka, 1992.

77. Erko A., Agafonov Yu., Panchenko L., Yakshin A., Chevalier P., Dhez P., Legrand F., Elliptical multilayer Bragg-Fresnel lenses with submicron spatial resolution for X-rays, Opt. Comm., 1994, 106, p.146-150.

78. Chevallier P., Dhez P., Erko A., Firsov A., Legrand F., Populus P., X-ray microprobes, NIM B, 1996, v. 113, p. 122-127.

79. Firsov A., Svintsov A., Firsova A., Chevallier P., Populus P., Application of Bragg-Fresnel lenses for microfluorescent analysis and microdiffraction, NIM A, 1997, v.399, p.152-159.

80. Yunkin V.A., Fischer D., Voges E., Reactive ion etching of silicon submicron-sized trenches in SF6C2C13F3 plasma, Microelectronic Engineering, 1995, v.27, iss.1-4, p.463-466.

81. Kirkpatrik P., Baez A.V., Formation of optical images by X-ray, Journal of Optical Society of America, 1948, 38(9), p.766-774.

82. Michette A.G.,No X-ray lens, Nature, 1991, 353, 510.

83. Suehiro S., Miyaji H., Hayashi H., Refractive lens for X-ray focus, Nature, 1991, 352, p.385-386.

84. Yung B.X., Fresnel nad refractive lenses for X-rays, NIM A, 1993, v.328, p.578-587.

85. Snigirev A., Kohn V., Snigireva I., Lengeler B., A compound refractive lens for focusing high energy X-rays, Nature, 1996, v.384, p.49-51.

86. Snigirev A., Kohn V., Snigireva I., Souvorov A., Lengeler B., Allpied Optics, 1998, v.37, p.653-662.

87. Lengeler B., M. Richwin, C. Schroer, J. Tummler, M. Drakopoulos, Snigireva I., Snigirev A., to be published in Applied Physics Letters.

88. Basov Yu.A., Roshchupkin D.V., Yakshin A.E., Optics Comm. 1994. V. 109. P. 324.

89. Basov Yu.A., Roshchupkin D.V., Schelokov I.A., Yakshin A.E., Optics Comm. 1995. V. 114. P. 9.

90. Schelokov I.A., Basov Yu.A., J. Phys. 1996. V. D29. P. 129-133.

91. Bom M., Wolf E., Principles of Optics, 5th edn 1975, Elmsford, New York, Pergamon Press.