Лазерный мир

Международная группа физиков создала корректирующие линзы, фокусирующие три четверти излучения рентгеновского лазера в области размером 250 нанометров. Созданное устройство исправляет неизбежные дефекты при производстве рентгеновской оптики. Статья с описанием работы опубликована в журнале Nature Communications.

Perfect X-ray focusing via fitting corrective glasses to aberrated optics

This scheme can be applied to any other focusing optics, thus solving the X-ray optical problem at synchrotron radiation sources and X-ray free-electron lasers.

Modern synchrotron radiation sources and X-ray free-electron lasers (XFELs) provide highly brilliant X-ray beams that allow studying the structure and dynamics of matter from atomic distances and a few femtoseconds to macroscopic dimensions and seconds.

The material was chosen based on its radiation hardness and well-known fabrication parameters for laser micromachining28. The phase plate was locally structured in thickness such as to add an additional phase shift that compensates the measured residual phase error of the whole lens (see phase plate design and fabrication in the Methods). The modelled wavefront deformation (Fig. 2b) defines the shape of the phase plate as shown in Fig. 2d,e.

http://www.nature.com/articles/ncomms14623

Несмотря на то, что в целом рентгеновское излучение подчиняется тем же законам оптики, что и видимое, фокусировать или отражать его намного труднее. «Только небольшая часть материалов пригодна для использования в качестве рентгеновских линз и зеркал, — поясняет соавтор Андреас Шропп, сотрудник немецкого синхротрона DESY. — Также из-за намного меньшей длины волны рентгеновского излучения создание соответствующей оптики накладывает намного более серьезные требования к точности: даже малейший дефект формы может производить определяющий эффект».

Стандартно используемые для этой цели линзы из бериллия неизбежно получаются немного более кривыми в центре. В результате часть света рассеивается в широком диапазоне направлений. Для преодоления этой проблемы ученые тщательно измерили дефекты своего устройства, а затем изготовили корректирующую линзу из кварцевого стекла. «Без корректировки наша система фокусировала 75% излучения в области размером 1600 нм, примерно в десять раз больше теоретического предела, — говорит главный автор работы, Франк Зайбот из Университета Гамбурга. — С корректором область уменьшилась до 250 нм».

При использовании дополнительной линзы примерно в три раза больше энергии фокусировалось в центральном спекле — максимуме интерференционной картины, возникающей при диффузном рассеянии. Однако стандартно используемая в оптике характеристика четкости изображения — полная ширина на полувысоте максимума амплитуды (FWHM — full width at half maximum) — не сильно изменилась и осталась на уровне 150 нм.

Источник: https://indicator.ru/news/2017/03/01/rentgenovskoe-izlucheniye/