Измерение теплофизических характеристик тонкопленочных металлических фильтров экстремального ультрафиолетового излучения

Знание излучательной способности и теплопроводности тонких металлических пленок, используемых совместно с многослойными зеркалами для спектральной селекции излучения в экстремальном ультрафиолетовом и “мягком” рентгеновском диапазонах длин волн, необходимо, чтобы правильно рассчитать нагрев пленочных элементов в условиях высоких тепловых нагрузок. Нагрев связан с поглощением в пленке значительной доли падающего излучения, а понятие высокой тепловой нагрузки в некоторой степени условно, поскольку даже при уровне поглощенной интенсивности порядка 1 Вт/см² помещенная в вакуум свободновисящая пленка может нагреваться на несколько сотен градусов. В первом приближении для оценки коэффициента теплопроводности можно было бы использовать табличные значения для массивных образцов соответствующих металлов или же воспользоваться известным соотношением Видемана–Франца, связывающим теплопроводность с удельным электросопротивлением образца: последнее проще измерить. Однако анализ литературных данных указывает на значительные погрешности, возможные при использовании любого из данных подходов. Поэтому в настоящей работе нами были выполнены непосредственные измерения теплопроводности на основе обработки полученного методом инфракрасной пирометрии распределения температур по пленочному образцу, смонтированному на подогреваемой рамке, либо же разогреваемому протекающим электрическим током. Теплофизические характеристики (теплопроводность и излучательная способность) были определены для образцов пленочных абсорбционных фильтров на основе Mo, Al и Be толщиной 0.1–0.6 мкм, а также для пленок из меди – металла, массивные образцы которого обладают высокими показателями тепло- и электропроводности. Как и следовало ожидать, обнаружены значительные отличия тепло- и электрофизических свойств материала пленок от свойств тех же металлов в монолитных образцах.