JP2018063307A - ラミナー型回折格子 - Google Patents
ラミナー型回折格子 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018063307A JP2018063307A JP2016200376A JP2016200376A JP2018063307A JP 2018063307 A JP2018063307 A JP 2018063307A JP 2016200376 A JP2016200376 A JP 2016200376A JP 2016200376 A JP2016200376 A JP 2016200376A JP 2018063307 A JP2018063307 A JP 2018063307A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diffraction grating
- metal film
- lanthanum
- electromagnetic wave
- diffraction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 37
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 37
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 150000002604 lanthanum compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims abstract description 8
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 5
- BYMUNNMMXKDFEZ-UHFFFAOYSA-K trifluorolanthanum Chemical compound F[La](F)F BYMUNNMMXKDFEZ-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 239000010408 film Substances 0.000 description 53
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 20
- 229910017768 LaF 3 Inorganic materials 0.000 description 12
- 229910021193 La 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 8
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 6
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 5
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009304 pastoral farming Methods 0.000 description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008204 material by function Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
Description
ラミナー型ベース上に、
目的電磁波の浸透深さよりも厚い屈折率nmの金属膜が被覆され、
該金属膜の上に該目的電磁波の浸透深さよりも薄い屈折率noのランタン(La)又はランタン化合物の皮膜が被覆されており、
1 > no > nmである
ことを特徴とする。
xd=λ/{2π√(n1 2sin2α−n2 2)} …(1)
物質の複素屈折率nはn=(1−δ)−iβで表される。ここで、1−δは(実)屈折率、βは消衰係数である。入射光が表面すれすれに入射するときの鏡表面から測った臨界角θCは、良い近似でθC=(2δ)1/2で表される。
以下の計算では、入射角αが87.07°において3.5〜8.5 nmの一次光に対して高い回折効率が得られるように最適化された回折格子の諸元、即ち表面物質: Ni、膜厚(d1): 30 nm、刻線密度(1/σ): 1200本/mm、溝深さ(h): 16 nm、duty ratio(a/σ): 0.3を用いた。
最適なT層の厚さを求めるため、La、La2O3、LaF3層(薄膜層T)の厚さ(thickness, d2)を変化させ、数値計算により求めた1次回折光(m = +1)の回折効率(Diffraction Efficiency)を図4に示す。設計波長をB-K発光の波長である6.76 nm、入射角を従来の87.07°と比較して小さく、光束(flux)の取り込み角の大きくなる低入射角(広受光角)である85.0°とした。この場合、光束の増加率は1.70倍となる。数値計算にはMoharamらに基づく方法 (非特許文献5)を用いた。図からわかるように、d2 = 0の場合(薄膜層Tが無い場合)の回折効率は0.170である。実用上、回折効率は0.2以上が必要とされる。
それに対し、Laの場合は26.8 nm、La2O3とLaF3の場合は29.8 nmの膜厚で回折効率が極大となり、その時の回折効率はそれぞれ0.428、0.388、0.342である。したがって、それぞれの物質の最適膜厚の場合の回折効率は、T層が無い場合に比較して、2.51倍、2.28倍、2.01倍になる。Ni表面で入射角87.07°の場合の1次回折光の回折効率は0.154であるので、上述の光束の増加率(1.70倍)も考慮すると、La、La2O3、LaF3を最適な膜厚で堆積したラミナー型回折格子を用いることにより、+1次回折光の光量は従来比でそれぞれ4.72倍、4.28倍、3.78倍と大幅に増加する。
図5は波長6.76 nmにおいて図3の薄膜層Tが無い場合(図5ではNiと記載)、Laを26.8 nm、La2O3を29.8 nm、LaF3を29.8 nm堆積した場合の+1次回折光の回折効率(Diffraction Efficiency)の入射角(Incidence Angle)依存性を示したものである。各回折効率曲線の82.8°付近に見られる変曲点は、回折格子の回折異常(anomaly)と呼ばれている現象の一種で、入射角の変化により、この場合-1次回折光の回折角がβ = -90°(passing-off condition)となるときに生じるWood anomalyと呼ばれる現象である(非特許文献6)。この図から、La、La2O3、LaF3を最適な厚さで堆積することにより、85.0°近辺の入射角でNiを表面とする回折格子より2倍以上回折効率が向上する可能性があることが判る。
図6は入射角85.0°において、金属膜MとしてNi層のみを堆積した場合、及び薄膜層Tとして金属膜Mの上にLaを26.8 nm、La2O3を29.8 nm、LaF3を29.8 nm堆積した場合の1次回折光の4〜12 nmでの回折効率(Diffraction Efficiency)の波長(Wavelength)依存性を示す。この図からLa系膜を堆積した場合、約6 nm〜10 nmの領域で、Ni層を表面とする場合よりも高い回折効率が得られることが判る。一方、約10 nm以上で生じる回折効率の低下はLaのN吸収端(非特許文献7)に起因すると考えられる。
図7〜図10は薄膜層Tの付加が回折光の各次数への分布に与える影響を示すため、図6で示した+1次回折光の他、0次光と+2、+3次回折光の回折効率(Diffraction Efficiency)の波長(Wavelength)依存性を示したものである。図7、図8、図9、図10にそれぞれNiの金属膜Mのみの場合、その上に薄膜層TとしてLa、La2O3、LaF3を堆積した場合を示す。これらの図から、La系膜の付加により設計波長のB-Kにおいて0次光の効率が極小を示し、その減少した光エネルギーが1次回折光にエネルギーが移っていることが解る。全反射領域において生じるこのような現象は最近本発明者らによって見出されたもので、DLCを薄膜層Tに用いた場合の実験でも確かめられている。
M…金属膜
T…薄膜層
Claims (4)
- ラミナー型ベース上に、
目的電磁波の浸透深さよりも厚い屈折率nmの金属膜が被覆され、
該金属膜の上に該目的電磁波の浸透深さよりも薄い屈折率noのランタン(La)又はランタン化合物の皮膜が被覆されており、
1 > no > nmである
ことを特徴とするラミナー型回折格子。 - 前記金属膜がニッケル(Ni)から成るものを含むことを特徴とする請求項1に記載のラミナー型回折格子。
- 前記金属膜が2種以上の異種の金属の膜が積層されたものであることを特徴とする請求項1又は2に記載のラミナー型回折格子。
- 前記ランタン化合物が酸化ランタン(La2O3)又はフッ化ランタン(LaF3)であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のラミナー型回折格子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016200376A JP6695550B2 (ja) | 2016-10-11 | 2016-10-11 | ラミナー型回折格子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016200376A JP6695550B2 (ja) | 2016-10-11 | 2016-10-11 | ラミナー型回折格子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018063307A true JP2018063307A (ja) | 2018-04-19 |
JP6695550B2 JP6695550B2 (ja) | 2020-05-20 |
Family
ID=61967823
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016200376A Active JP6695550B2 (ja) | 2016-10-11 | 2016-10-11 | ラミナー型回折格子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6695550B2 (ja) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005513207A (ja) * | 2001-12-20 | 2005-05-12 | フレックス プロダクツ インコーポレイテッド | 無色多層回折顔料およびホイル |
US20130107368A1 (en) * | 2011-10-31 | 2013-05-02 | Cornelis Jan Delst | Diffractive pigment blend and composition |
JP2013092754A (ja) * | 2011-10-06 | 2013-05-16 | Canon Inc | エシェル型回折格子およびその製造方法、エキシマレーザおよびその製造方法 |
JP2015094892A (ja) * | 2013-11-13 | 2015-05-18 | 独立行政法人日本原子力研究開発機構 | 回折格子 |
-
2016
- 2016-10-11 JP JP2016200376A patent/JP6695550B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005513207A (ja) * | 2001-12-20 | 2005-05-12 | フレックス プロダクツ インコーポレイテッド | 無色多層回折顔料およびホイル |
JP2013092754A (ja) * | 2011-10-06 | 2013-05-16 | Canon Inc | エシェル型回折格子およびその製造方法、エキシマレーザおよびその製造方法 |
US20130107368A1 (en) * | 2011-10-31 | 2013-05-02 | Cornelis Jan Delst | Diffractive pigment blend and composition |
JP2015094892A (ja) * | 2013-11-13 | 2015-05-18 | 独立行政法人日本原子力研究開発機構 | 回折格子 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6695550B2 (ja) | 2020-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20080316493A1 (en) | Surface reflection encoder scale and surface reflection encoder using the same | |
CN106597588B (zh) | 一种透射光栅 | |
Barchiesi et al. | Combined SPR and SERS: Otto and Kretschmann configurations | |
Voronov et al. | Refraction effects in soft x-ray multilayer blazed gratings | |
Tabassum et al. | Tuning the field distribution and fabrication of an Al@ ZnO core–shell nanostructure for a SPR-based fiber optic phenyl hydrazine sensor | |
JP6700649B2 (ja) | 回折格子 | |
Eriksson et al. | Morphology control in Ni/Ti multilayer neutron mirrors by ion-assisted interface engineering and B 4 C incorporation | |
JP6695550B2 (ja) | ラミナー型回折格子 | |
Choi et al. | Inverse DVD-R grating structured SPR sensor platform with high sensitivity and figure of merit | |
JP6579371B2 (ja) | ラミナー型回折格子 | |
Jiang et al. | Determination of layer-thickness variation in periodic multilayer by x-ray reflectivity | |
Zhang et al. | Analysis of near-field subwavelength focusing of hybrid amplitude–phase Fresnel zone plates under radially polarized illumination | |
Majkrzak et al. | Supermirror neutron guide coatings | |
Palagushkin et al. | Plasmonic holographic nanostructures | |
CN103559926B (zh) | 一种相位片型纳米聚焦单元及其设计方法 | |
WO2024042865A1 (ja) | 軟x線多層膜回折格子 | |
JP7259379B2 (ja) | 多層膜回折格子 | |
JP2019191204A (ja) | 多層膜回折格子 | |
JP2021089218A (ja) | 多層膜回折格子 | |
Goray | Specular and diffuse scattering from random asperities of any profile using the rigorous method for x-rays and neutrons | |
Choi et al. | Characteristics of light emission from surface plasmons based on rectangular silver gratings | |
JP2022077089A (ja) | 非周期多層膜回折格子 | |
Wang et al. | Asymmetric light reflectance by Fano resonance between Fresnel reflection and localized surface plasmons | |
CN109920576B (zh) | 一种应用于软x射线分光的多层膜切片光栅 | |
WO1993009545A1 (en) | Device and method for reflection and dispersion of x-rays |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7426 Effective date: 20161107 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161115 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20161107 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190418 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200304 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200317 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200324 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6695550 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |