光学表面的X射线异常散射现象.docx

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第21卷第2期2013年2月

光学精密工程

OpticsandPrecisionEngineering

Vol.21No.2Feb.2013

文章编号1004-924X(2013)02-0253-07

光学表面的X射线异常散射现象

孟艳丽1,2,3*,李达1,2,,陈波1

(1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033;

2.中国科学院大学，北京100049;3.东北师范大学物理学院，吉林长春130024)

摘要：研究了用掠入射散射法测量光学表面散射分布实验中存在的异常散射现象。首先，介绍了实验装置，并用原子力显微镜(AFM)测量了样品的表面粗糙度，给出了工作波长为0.154nm时不同样品在不同掠入射角下的表面散射分布。然后，分析了异常散射角与临界角的关系。最后，对影响散射强度的因素进行了分析。实验结果表明：当掠入射角大于临界角时能观测到光学表面的异常散射现象。在波长一定的情况下，异常散射角与样品材料有关，与掠入射角和表面粗糙度无关；异常散射角略小于临界角，误差变化为-8.6%~-0.9%。另外，镜像反射强度随着入射角和表面粗糙度的增大而迅速减弱，但异常散射强度与镜像反射强度的比值(峰值比)反而随着掠入射角或表面粗糙度的增大而增大，其比值在0.012～2.667变化。结果证明样品的材料和表面形貌是影响异常散射分布的两个重要因素。

关键词：X射线异常散射；镜像反射；异常散射角；散射强度；临界角；表面粗糙度

中图分类号：0434.19;O436.1文献标识码：Adoi:10.3788/OPE0253

X-rayanomaloussurfacescatteringonopticalsurface

MENGYan-li1.2,3“,LIDa1.2,CHENBo1

(1.ChangchunInstituteofOptics,FineMechanicsandPhysics,

ChineseAcademyofSciences,Changchun130033,China;

2.UniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China;

3.SchoolofPhysics,NortheastNormalUniversity,Changchun130024,China;)

*Correspondingauthor,E-mail:mengyl002@

Abstract:AnAnomalousSurfaceScattering(ASS)phenomenonwasresearchedduringthemeasure-mentofsurfaceroughnessesforasmoothsurfacebyagrazingX-rayscatteringmethod.Firstly,an

experimentalfacilitybasedonanX-raydiffractometerwereintroduced.SeveralkindsofsampleswithdifferentsurfaceroughnessesweremeasuredbyanAtomicForceMicroscope(AFM)andtheirsurfacescatteringdistributionsindifferentgrazingincidentanglesweregivenatworkingwavelengthof0.154nm.Then,therelationshipbetweenanomalousscatteringanglesandcriticalanglewasana-lyzed.Finally,thefactorsaffectingonthescatteringintensitywere