Šanghajski inštitut za optiko in precizne stroje dosegel prvi napredek pri slikanju z razdelitvijo snopa s povečanim rentgenskim žarkom

Pred kratkim je Skupni laboratorij za fiziko visokozmogljivih laserjev Šanghajskega inštituta za optiko in precizne stroje (SIPM) Kitajske akademije znanosti (CAS) opravil prvo študijo slikanja s povečanim žarkom trdih rentgenskih žarkov na mikrofokusiranih virih rentgenskih žarkov. in rešil problem omejitve cepilnika žarka v trdem rentgenskem pasu. Rezultati so bili objavljeni v Optics Letters pod naslovom "Bifocal photon sieve imaging in the hard x-ray region".
Fresnelov trak je bil predlagan leta 1818 in uspešno uporabljen za fokusiranje rentgenskih žarkov v šestdesetih letih 20. stoletja, pojav fotonskega sita leta 2001 pa je ponudil alternativo traku za visokozmogljivo fokusiranje rentgenskih žarkov. Vendar pa so običajne valovne plošče in fotonska sita po naravi monofokalne in ne morejo izpolniti zahtev glede cepitve žarkov pri kratkovalovnem uklonskem slikanju in zaznavanju motenj. Z rešitvijo problema visokokoherenčnega kratkovalovnega svetlobnega vira postane povpraševanje po napravah za delitev snopa rentgenskih žarkov vse bolj nujno.
Raziskovalci so optimizirali zasnovo trdega rentgenskega bifokalnega fotonskega sita s kodiranjem tradicionalnega fotonskega sita s pomočjo starogrškega lestvenega zaporedja ter zaključili obdelavo in testiranje naprave s pomočjo skupine prof. Yifanga Chena. Univerze Fudan, kot je prikazano na sliki 1. Z uporabo bakrene folije za filtriranje mikrofokusnega vira rentgenskih žarkov so bile pridobljene spektralne črte s polovično vrednostjo polne širine 0.0242 keV center 8.39 keV , v katerem je vir rentgenskih žarkov v glavnem koncentriran v 7,38 keV, 8,39 keV, 9,67 keV, 9,96 keV, 11,29 keV. Na podlagi tega je bilo bifokalno fotonsko sito izpostavljeno izo-velikim slikovnim poskusom, ki so bili posneti z rentgenskim CCD, kot je prikazano na sliki 2 oziroma na sliki 2. posnetki so bili izvedeni, kot je prikazano na sl. 2 in 3. Eksperimentalni rezultati kažejo, da je, ne glede na slikanje z dolgim ​​ali kratkim žariščem, detektor v procesu premikanja naprej in nazaj najprej manjši in nato večji, v celoti dokazano, da bifokalno fotonsko sito doseže zoom slikanje z delitvijo žarka. Pojav trdega cepilnika žarkov rentgenskih žarkov širi nov razvojni prostor za aplikacije, kot so diagnostika laserske plazme s spremenljivo ločljivostjo, rentgenska mikroskopija in koherentno difrakcijsko slikanje z deljenim žarkom.
To delo podpirata Nacionalna naravoslovna fundacija Kitajske in Strateški pilotni program razreda A Kitajske akademije znanosti.

Slika 1 Bifokalno fotonsko sito, (a) fotografija z optičnim mikroskopom, (b) fotografija z vrstičnim elektronskim mikroskopom, (c) najmanjša luknja, (d) višina zlata

Slika 2 Eksperimentalni rezultati telefoto slikanja, (ai) detektor se postopoma približuje slikovni ravnini in nato od nje

Slika 3 Eksperimentalni rezultati slikanja s kratkim žariščem, (ac) detektorji, ki se postopoma približujejo slikovni ravnini in se nato oddaljujejo od slikovne ravnine