Shanghai Institute of Optics and Precision Machinery gør første fremskridt inden for hård røntgen-zoomstråleopdeling

For nylig har Joint Laboratory of High Power Laser Physics ved Shanghai Institute of Optics and Precision Machinery (SIPM), Chinese Academy of Sciences (CAS), gennemført den første undersøgelse af zoom-strålebillede af hårde røntgenstråler på mikrofokuserede røntgenkilder , og løste problemet med stråledelerbegrænsning i det hårde røntgenbånd. Resultaterne blev offentliggjort i Optics Letters under titlen "Bifocal photon sieve imaging in the hard x-ray region".
Fresnel-båndarket blev foreslået i 1818 og med succes anvendt til røntgenfokusering i 1960'erne, og fremkomsten af ​​fotonsigten i 2001 gav et alternativ til båndarket til højtydende fokusering af røntgenstråler. De konventionelle bølgeplader og fotonsigter er imidlertid monofokale og kan ikke opfylde kravene til stråleopdeling af kortbølgediffraktionsbilleddannelse og interferensføling. Med løsningen af ​​problemet med højkohærens kortbølget lyskilde bliver efterspørgslen efter røntgenstråleopdelingsanordninger mere presserende.
Forskerne optimerede designet af en hård røntgen bifokal fotonsigte ved at kode den traditionelle fotonsigte ved hjælp af den antikke græske stigesekvens og afsluttede behandlingen og testningen af ​​enheden med hjælp fra gruppen af ​​prof. Yifang Chen fra Fudan University, som vist i fig. 1. Ved at bruge kobberfolie til at filtrere mikrofokus røntgenkilden blev spektrallinjerne med en halvværdi fuld bredde på 0.0242 keV center 8,39 keV opnået , hvor røntgenkilden hovedsageligt er koncentreret i 7,38 keV, 8,39 keV, 9,67 keV, 9,96 keV, 11,29 keV. Baseret på dette blev den bifokale fotonsigte udsat for iso-store billeddannelseseksperimenter, som blev optaget af røntgen-CCD, som vist i henholdsvis fig. 2 og fig. 2. optagelser blev udført, som vist i fig. 2 og 3. De eksperimentelle resultater viser, at uanset lang- eller kortfokus-billeddannelsen, er detektoren i frem- og tilbagebevægelsesprocessen registreret billede først mindre og derefter større, fuldt ud bevist, at den bifokale fotonsigte for at opnå billeddannelse med zoomstråleopdeling. Fremkomsten af ​​den hårde røntgenstråledeler udvider nyt udviklingsrum til applikationer såsom diagnose med variabel opløsning af laserplasma, røntgenmikroskopi og kohærent diffraktionsbilleddannelse med split-stråle.
Dette arbejde er støttet af National Natural Science Foundation of China og Klasse A Strategic Pilot Program fra det kinesiske videnskabsakademi.

Figur 1 Bifokal fotonsigte, (a) optisk mikroskopfoto, (b) scanningselektronmikroskopfoto, (c) mindste hul, (d) guldhøjde

Fig. 2 Eksperimentelle resultater af telefotobilleddannelse, (ai) detektoren bevæger sig gradvist tættere på billedplanet og derefter væk fra det

Fig. 3 Eksperimentelle resultater af kort-fokus billeddannelse, (ac) detektorer, der gradvist nærmer sig billedplanet og derefter bevæger sig væk fra billedplanet