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科学家开发新型透镜用于改善x射线激光特性

时间:2022-07-13 18:13 点击次数:
  本文摘要:一个国际合作的科学家小组自定义出有了一种类似的X光眼镜,使X射线激光束比以往任何时候都更为强劲。分开制作的矫正透镜避免X射线光学的不可避免的缺失栈,完全几乎集中于了X射线束的四分之三到光场,构成了250纳米(毫米的百万分之一)的直径的光场,相似理论无限大。集中于的X射线束不仅可以提升一定的测量质量,而且修筑了全新的研究途径,相结合德国电子加快中心由研究的首席科学家ChristianSchroer率领的团队将这一研究成果公开发表在《大自然通讯》杂志上。

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一个国际合作的科学家小组自定义出有了一种类似的X光眼镜,使X射线激光束比以往任何时候都更为强劲。分开制作的矫正透镜避免X射线光学的不可避免的缺失栈,完全几乎集中于了X射线束的四分之三到光场,构成了250纳米(毫米的百万分之一)的直径的光场,相似理论无限大。集中于的X射线束不仅可以提升一定的测量质量,而且修筑了全新的研究途径,相结合德国电子加快中心由研究的首席科学家ChristianSchroer率领的团队将这一研究成果公开发表在《大自然通讯》杂志上。虽然X射线遵循与红外线完全相同的光学规律,且是无法集中于或移往的:“只有很少的材料可用作制作适合的X射线透镜和反射镜,”来自德国电子加快中心的论文的年出版者AndreasSchropp说道。

“同时,由于X射线的波长要大幅大于红外线,这类生产X射线透镜必须在光波长尺度上的更高的精密度,而镜片形状的略为有缺陷就不会导致有利影响。”适合的透镜和反射镜的生产已超过很高的精度水平,但标准镜头,由铍元素制作,一般来说是在中心附近有略为过于反感倾斜,正如Schropp提及的那样。“铍透镜使用仪器模具模压成型。

对几百纳米的顺序形状误差的过程中完全是不可避免的。”这造成更好的光由聚焦点衍射出来,且由于物理定律是不可避免。更加最重要的是,这种光产于在相当大的面积上。

这种缺失在许多应用于中是不相关的。“然而,如果你想要利用X射线激光的电磁辐射照射小样品上,你要将焦点集中于在一个尽量小的区域,”Schropp说道。“在某些光学技术中也是如此,在这里你要尽量多地提供细节的图像。”为了优化探讨,科学家们首先精心测量便携式铍X光透镜的堆栈的缺失。

然后他们在耶那大学用仪器激光,利用这些数据自定义镜片的石英玻璃。然后科学家在美国SLAC国家加速器实验室利用LCLSX射线激光对这些眼镜展开测试的效果。“没矫正的眼镜,我们的镜头探讨大约为总X射线光的百分之75左右,产于到一个直径约1600纳米的区域。这是理论上可实现探讨面积的大约十倍大,”报告的主要作者FrankSeiboth说道,他是来自德累斯顿技术大学,现在工作在德国电子加快中心。

“当玻璃被用于,百分之75的X射线分可以集中于到直径约250纳米的区域,是它相似理论值的拟合结果。”利用校正的透镜,需要提升X射线光被集中于到中央的斑点的探讨程度的三倍。与此相反,半低仅有长(FWHM),这一在科学领域对光学探讨清晰度密切相关的参数,加不加这种矫正透镜并没过于大变化,维持在约150纳米。可移动的标准的光学和特制透镜的完全相同的人组也被在德国电子加快中心的实时电磁辐射X射线源PETRAIII和英国钻石光源研究小组的研究中。

在这两种情况下,校正透镜造成一个类似于的提高,在X-射线激光处就看见。“应以,我们的方法容许一个人修正利用透镜的每个X射线,”首席科学家Schroer说明说道,他也是汉堡大学的物理学教授。“这些所谓的振幅板不仅对现有的X射线源,但他们尤其能沦为下一代X射线激光和实时电磁辐射光源的一个关键组成部分,”Schroer特别强调。“探讨的X射线的理论无限大不仅是一个基本的条件,在一系列的有所不同的实验技术中的这一根本性改良,可以为新的研究方法铺平了道路。

例子还包括光粒子的非线性衍射,或由两个光粒子的相互作用产生物质粒子。对于这些方法,X光必须集中于在一个微小的空间,这意味著有效地的探讨是必不可少的。


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