Шанхайский институт оптики и точного машиностроения достиг первого прогресса в области визуализации методом расщепления жесткого рентгеновского зума

Недавно Объединенная лаборатория физики мощных лазеров Шанхайского института оптики и точного машиностроения (SIPM) Китайской академии наук (CAS) завершила первое исследование визуализации жесткого рентгеновского излучения с зумом на микрофокусированных рентгеновских источниках и решила проблему ограничения светоделителя в жестком рентгеновском диапазоне. Результаты были опубликованы в журнале Optics Letters под заголовком «Визуализация бифокальным фотонным ситом в жестком рентгеновском диапазоне».
Ленточный лист Френеля был предложен в 1818 году и успешно применен для фокусировки рентгеновских лучей в 1960-х годах, а появление фотонного сита в 2001 году предоставило альтернативу ленточному листу для высокопроизводительной фокусировки рентгеновских лучей. Однако обычные волновые пластины и фотонные сита являются монофокальными по своей природе и не могут удовлетворить требованиям к расщеплению пучка для коротковолновой дифракционной визуализации и интерференционного зондирования. С решением проблемы высококогерентного коротковолнового источника света спрос на устройства для расщепления рентгеновского пучка становится все более насущным.
Исследователи оптимизировали конструкцию жесткого рентгеновского бифокального фотонного сита, кодируя традиционное фотонное сито с помощью древнегреческой лестничной последовательности, и завершили обработку и тестирование устройства с помощью группы профессора Ифана Чена из Университета Фудань, как показано на рис. 1. Используя медную фольгу для фильтрации микрофокусного источника рентгеновского излучения, были получены спектральные линии с полушириной полной величины 0.0242 кэВ в центре 8,39 кэВ, в которых источник рентгеновского излучения в основном сосредоточен в 7,38 кэВ, 8,39 кэВ, 9,67 кэВ, 9,96 кэВ, 11,29 кэВ. Основываясь на этом, бифокальное фотонное сито было подвергнуто экспериментам по изо-большой визуализации, которые были зарегистрированы рентгеновской ПЗС, как показано на рис. 2 и рис. 2 соответственно. Записи были выполнены, как показано на рис. 2 и 3. Экспериментальные результаты показывают, что независимо от длиннофокусного или короткофокусного изображения, детектор в процессе движения вперед и назад записал изображение сначала меньше, а затем больше, полностью доказав, что бифокальное фотонное сито для достижения изображения разделения луча с увеличением. Появление жесткого рентгеновского расщепителя пучка расширяет новое пространство для разработки приложений, таких как диагностика лазерной плазмы с переменным разрешением, рентгеновская микроскопия и когерентная дифракционная визуализация с разделенным пучком.
Данная работа поддерживается Национальным фондом естественных наук Китая и Стратегической пилотной программой класса А Китайской академии наук.

Рисунок 1. Бифокальное фотонное сито, (a) фотография, полученная с помощью оптического микроскопа, (b) фотография, полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа, (c) наименьшее отверстие, (d) высота золота.

Рис. 2 Экспериментальные результаты телефотосъемки, (ai) детектор постепенно приближается к плоскости изображения, а затем удаляется от нее

Рис. 3 Экспериментальные результаты получения изображений с коротким фокусом, (ac) детекторы постепенно приближаются к плоскости изображения, а затем удаляются от нее