Shanghai Institute of Optics and Precision Machinery gjør første fremskritt i hard røntgen-zoomstråledelingsavbildning

Nylig har Joint Laboratory of High Power Laser Physics ved Shanghai Institute of Optics and Precision Machinery (SIPM), Chinese Academy of Sciences (CAS), utført den første studien av zoomstråleavbildning av harde røntgenstråler på mikrofokuserte røntgenkilder , og løste problemet med stråledelerbegrensning i det harde røntgenbåndet. Resultatene ble publisert i Optics Letters under tittelen "Bifocal photon sieve imaging in the hard x-ray region".
Fresnel-båndarket ble foreslått i 1818 og ble vellykket brukt på røntgenfokusering på 1960-tallet, og fremveksten av fotonsikten i 2001 ga et alternativ til båndarket for høyytelsesfokusering av røntgenstråler. Imidlertid er de konvensjonelle bølgeplatene og fotonsiktene monofokale og kan ikke oppfylle kravene til stråledeling av kortbølgediffraksjonsavbildning og interferensføling. Med løsningen av problemet med høykoherens kortbølget lyskilde, blir etterspørselen etter røntgenstrålesplittende enheter mer presserende.
Forskerne optimaliserte utformingen av en hard røntgenbifokal fotonsikt ved å kode den tradisjonelle fotonsikten ved hjelp av den antikke greske stigesekvensen, og fullførte behandlingen og testingen av enheten ved hjelp av gruppen til prof. Yifang Chen ved Fudan University, som vist i fig. 1. Ved å bruke kobberfolie for å filtrere røntgenkilden med mikrofokus, ble spektrallinjene med en halvverdi full bredde på 0.0242 keV sentrum 8,39 keV oppnådd , hvor røntgenkilden hovedsakelig er konsentrert i 7,38 keV, 8,39 keV, 9,67 keV, 9,96 keV, 11,29 keV. Basert på dette ble den bifokale fotonsikten utsatt for iso-store avbildningseksperimenter, som ble registrert av røntgen-CCD, som vist i henholdsvis fig. 2 og fig. 2. opptak ble utført, som vist i fig. 2 og 3. De eksperimentelle resultatene viser at uavhengig av langfokus eller kortfokusavbildning, er detektoren i frem og tilbake bevegelsesprosessen registrert bilde først mindre og deretter større, fullstendig bevist at den bifokale fotonsikten for å oppnå zoomstråledelingsavbildning. Fremveksten av den harde røntgenstrålesplitteren utvider ny utviklingsplass for applikasjoner som diagnose med variabel oppløsning av laserplasma, røntgenmikroskopi og delt stråle koherent diffraksjonsavbildning.
Dette arbeidet er støttet av National Natural Science Foundation of China og Klasse A Strategic Pilot Program til det kinesiske vitenskapsakademiet.

Figur 1 Bifokal fotonsikt, (a) optisk mikroskopfoto, (b) skanningselektronmikroskopfoto, (c) minste hull, (d) gullhøyde

Fig. 2 Eksperimentelle resultater av telefoto, (ai) detektoren beveger seg gradvis nærmere bildeplanet og deretter bort fra det

Fig. 3 Eksperimentelle resultater av kortfokusavbildning, (ac) detektorer som gradvis nærmer seg bildeplanet og deretter beveger seg bort fra bildeplanet