Nylig har Zhang Junyongs team ved Joint Laboratory of High Power Laser Physics, Shanghai Institute of Optics and Precision Machinery (SIPM), Chinese Academy of Sciences (CAS), sammen med Prof. Yongpong Zhaos gruppe ved Harbin Institute of Technology (HIT), har gjort de første fremskritt i array-kontroll og forming av EUV og myke røntgenfokuserte optiske felt, noe som har løst problemet med komponentbegrensning for diffraktiv avbildning og interferometrisk sensing i ekstreme ultrafiolette (UV) og røntgenbølgelengdebånd. Resultatene ble publisert som "Fri lys-form fokusering i ekstrem ultrafiolett stråling med selvevolusjonære fotonsikter" i Scientific Reports.
Siden oppdagelsen av røntgenstråler av Roentgen, har høykoherens kortbølgelyskilder og høyytelses kortbølgefokuseringselementer vært de to flaskehalsene som begrenser utviklingen av røntgenvitenskap. Synkrotronstråling og frielektronlasere fokuserer for eksempel på de myke og harde røntgenbåndene, mens utladningsplasmalasere dekker den ekstreme ultrafiolette og en del av det myke røntgenbåndet. Ettersom problemet med kortbølgede lyskilder med høy koherens er lindret, er det et mer presserende behov for fokusmodulasjonsenheter for EUV og røntgen. Mens materialer viser sterk absorpsjon i EUV- og myke røntgenbånd og sterk penetrasjon i det harde røntgenbåndet, er Fresnel-bølgebåndsark de eneste transmisjonsfokuseringselementene som er tilgjengelige for tiden. Shanghai Institute of Optical Machinery (SIOM) er den tidligere enheten i Kina som engasjerte seg i design og anvendelse av røntgenapparater, spesielt på grunnlag av det tradisjonelle båndarket og fotonsikten, var SIOM den første som foreslo og utviklet en rekke av multifokale fotonsikter med forskjellige optiske funksjoner, som den greske stigefotonsikten og Fermat helix fotonsikten, etc., som er i stand til å møte de tekniske behovene til kortbølgediffraksjonsavbildning og interferensføling.
Sammenlignet med bølgebåndskiver med et begrenset antall ringer, gir millioner og milliarder av små åpninger nesten ubegrenset designfrihet for fremveksten av funksjonelle fotonsikter, og det felles teamet brukte optimaliseringsalgoritmer for å designe en selvutviklende fotonsikt, som oppnår fokusert optisk feltarraymodulasjon og forming i EUV-båndet. I eksperimentet optimaliserte vi 46,9 nm laseren fra utladningsplasmalaseren 69,8 nm, 46,9 nm og 13,5 nm for å bestråle fotonsikten, registrerte det fokuserte lysfeltet med fotoresist og leste dataene fra atomkraftmikroskopet, og oppnådde vellykket flere sett med strukturerte flekker med 100nm-fokusering, og resultatene samsvarte med den teoretisk beregnede fokuseringen i diffraksjonsgrensen. Realiseringen av moduleringen og formingen av EUV- og røntgen-arrayer gir mulighet for strukturert litografi av kortbølger. og vannvindussegmenter for in vivo biologisk celleavbildning, interferometrisk diagnostikk av laserplasma, røntgenmikroskopi og koherent diffraksjonsavbildning, etc. Realiseringen av EUV- og røntgenarray-modulasjon og -forming utvider nytt utviklingsrom.
Dette arbeidet ble støttet av National Natural Science Foundation of China, Shanghai Young Scientists Yangfan-programmet og Klasse A Strategic Pilot Project til det kinesiske vitenskapsakademiet.
Fig. 1 Strukturell fokusering av ekstremt ultrafiolett (EUV) lys, (a) AFM-kart over brennpunkt, (bc) lysintensitet og fase av simulert brennpunkt
Fig. 2 Flerlags arrayed spot for ekstremt ultrafiolett lys
