X射线显微技术是当今前沿成像手段之一，能在纳米尺度下实现复杂体系的高分辨率成像，既弥补了传统光学显微镜在空间分辨率上的不足，又克服了电子显微镜在厚样品三维成像方面的局限，逐渐成为揭示微观结构及其演化规律的关键工具。高性能衍射元件（如菲涅耳波带片和衍射光栅）决定着X射线成像系统的分辨率与衍射效率，是X射线显微成像与光谱探测技术发展的“卡脖子”环节。
近日，国内研究团队在国家重点研发计划（批准号：2022YFA1603500）的资助下集中攻关，在元件设计、制备工艺与性能表征方面实现系列突破：建立了波带片衍射效率矢量分析与误差模型，还创新性地提出电子束光刻过程的能量分布模型，成功研制出高衍射效率（分辨率达到26.1 nm，衍射效率为4.5%）硬X射线波带片、高分辨率（13.4 nm）软X射线波带片以及高线密度（≥1048 line/mm）闪耀光栅，并构建了综合测试平台，在上海同步辐射光源完成验证。
针对上述关键科学问题与技术路径，《光学学报（网络版）》在执行主编王占山教授的支持下，精心策划“国家重点研发计划（批准号：2022YFA1603500）：X射线衍射元件自主可控核心技术”特色专题，集中报道相关团队在波带片与衍射光栅制备以及X射线衍射元件综合测试平台搭建方面的最新进展。
专题全部论文链接如下：
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前言
X射线衍射元件自主可控核心技术的创新与突破，既是科学问题的前沿探索，也是国家战略需求的必然选择。本专题将围绕上述关键科学问题与技术路径，集中展示相关团队在波带片与衍射光栅制备以及X射线衍射元件综合测试平台搭建方面的最新进展，为推动我国X射线显微成像与光谱探测领域的持续发展提供重要参考。
[相关文章信息]王占山, 华一磊, 刘正坤, 张祥志, 朱静远. 国家重点研发计划特色专题：X射线衍射元件自主可控核心技术[J]. 光学学报（网络版）, 2025, 2(19): 1999901.
高效率硬X射线波带片
中国科学院微电子研究所，针对同步辐射成像的需要，分析波带片衍射效率的影响因素，确定波带片的相关参数，并使用电子束曝光和电镀方法在镂空氮化硅衬底上制造了具有高衍射效率的硬X射线波带片。所制作的自支撑波带片最外环宽度为65 nm，厚度为1.64 μm，高宽比达到25，侧壁陡直且具有优良的结构，可用于5~10 keV波段的硬X射线成像。
[相关论文信息]华一磊, 牛洁斌, 李海亮. 高效率硬X射线波带片的设计与制作（特邀）[J]. 光学学报（网络版）, 2025, 2(19): 1913001.
高分辨率软X射线波带片
同济大学综合同步辐射光源的需求，建立了高分辨率软X射线波带片衍射效率的矢量分析模型，设计了波带片的结构参数，并结合电子束光刻和原子层沉积技术，在100 nm厚的氮化硅窗口上完成了波带片制作。软X射线波带片最外环宽度为12.5 nm，在上海同步辐射光源软X射线显微成像实验线站实现了亚15 nm分辨率测试样靶的成像。
[相关论文信息]毛清源, 朱静远, 王彤媛, 焦禹晨, 华一磊, 张祥志, 王占山. 高分辨率软X射线波带片的设计与制作（特邀）[J]. 光学学报（网络版）, 2025, 2(19): 1913002.
软X射线变线距闪耀光栅
中国科学技术大学国家同步辐射实验室新建软X射线共振散射束线的能量范围覆盖240~700 eV，其光栅单色器需要使用一块中心线密度为900 line/mm的变线距闪耀光栅。采用球面波与非球面波干涉的全息曝光光路，通过线密度的高精度测量结果指导曝光光路调节，实现对光栅线密度系数的修正。最终成功在硅基底上制作出有效面积为90 mm×20 mm的变线距闪耀光栅，线密度残差均方根（RMS）值为0.0127 line/mm，优于光栅需求指标0.0225 line/mm。该光栅已成功应用于软X射线共振散射线，当出射狭缝为55 μm时，分辨本领达到1590@244.4 eV。
[相关论文信息]耿青霖, 付硕, 陈智文, 刘毅, 刘正坤, 邱克强, 洪义麟. 软X射线变线距闪耀光栅研制（特邀）[J]. 光学学报（网络版）, 2025, 2(19): 1913003.
波带片综合性能检测平台
中国科学院微电子研究所集成电路制造技术全国重点实验室，针对国内波带片亚10 nm分辨率和衍射效率检测的需求，提出一套波带片综合性能检测平台设计方案。该平台采用扫描透射X射线显微（STXM）高分辨成像方法来实现波带片性能检测。采用可编程逻辑门阵列（FPGA）高速记录激光干涉仪测量中皮米量级的绝对位置信息，并反馈给压电电机进行高速补偿运动，实现实时闭环反馈控制，将系统振动的均方根（RMS）值有效控制到2.17 nm，显著提升了系统稳定性，同时采用双向扫描的方法有效提高了实验效率。
[相关论文信息]罗尧, 焦禹晨, 许子健, 孙天啸, 邱正昊, 赵波, 王勇, 郭智, 杨树敏, 吴衍青, 刘海岗, 南兵, 张宇飞, 李海涛, 邰仁忠, 张祥志. 波带片综合性能检测平台设计（特邀）[J]. 光学学报（网络版）, 2025, 2(19): 1913004.
期刊介绍
《光学学报（网络版）》创刊于2024年10月，是经国家主管部门批准，中国激光杂志社在高水平学科刊群数字化建设中创办的第11本期刊。
作为《光学学报》姊妹刊，作为中国光学首本网络刊，《光学学报（网络版）》将充分利用数字出版技术，发挥网络期刊的可延展性，快速报道光学全领域的学术动态和最新科研成果。
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——转载自中国激光杂志社公众号
