Апохроматическая фокусировка рентгеновских лучей
Группа ученых из Института Пауля Шеррера, Базельского университета и DESY продемонстрировала первую в мире реализацию апохроматической фокусировки рентгеновских лучей с использованием специальной комбинации преломляющей линзы и зонной пластины Френеля. Этот инновационный подход позволяет корректировать хроматическую аберрацию, от которой страдают как преломляющие, так и дифракционные линзы, в широком диапазоне энергий рентгеновского излучения. Эта новаторская разработка в области рентгеновской оптики была только что опубликована в журнале Light: Science & Applications.
Такая 3D-печатная микроструктура была объединена с зонной пластиной Френеля для реализации апохроматической рентгеновской оптики.
Авторы и права: Умут Т. Санли и Джоан Вила-Комамала из Института Пола Шеррера.
Дифракционные и преломляющие линзы широко используются в рентгеновском анализе и рентгеновской микроскопии высокого разрешения со многими научными приложениями в материаловедении, энергетике и биологии.
Тем не менее, оба типа рентгеновской оптики страдают сильной хроматической аберрацией, что означает, что они фокусируют рентгеновские лучи с разной энергией/длиной волны на разных расстояниях вдоль оптической оси. В результате многие методы рентгеновского анализа с высоким разрешением могут быть реализованы только с монохроматическими рентгеновскими пучками, а это означает, что во многих случаях приходится жертвовать значительной частью интенсивности рентгеновского излучения.
Апохроматическая рентгеновская оптика состояла из двух независимых оптических элементов, разделенных расстоянием: расходящейся преломляющей рентгеновской линзы, изготовленной с помощью современной 3D-печати с субмикронной точностью, и пластины зоны Френеля, изготовленной методом электронно-лучевой литографии и гальваники золота. Эти элементы были произведены собственными силами с использованием чистых помещений и оборудования для нанотехнологий в Институте Пауля Шеррера.
Апохроматическая рентгеновская оптика характеризовалась сканирующей просвечивающей рентгеновской микроскопией и птихографической рентгенографией. Достигнута субмикронная апохроматическая фокусировка в диапазоне энергий рентгеновского излучения от 7 до 12 кэВ. Рентгеновские измерения проводились на линии луча P06 в PETRA III, DESY (Гамбург, Германия).
В будущем апохроматические рентгеновские линзы могут стать экономичной и компактной альтернативой системам на основе зеркал с дополнительным преимуществом, заключающимся в том, что они представляют собой оптическую систему формирования изображений. Вероятно, они будут играть все более важную роль в области рентгеновской визуализации и микроскопии, а также для их научных применений как в ускорительных, так и в лабораторных источниках рентгеновского излучения.
