Shanghai Institute of Optics and Precision Machinery gör första framsteg inom hårdröntgen med zoomstråledelning

Nyligen har Joint Laboratory of High Power Laser Physics vid Shanghai Institute of Optics and Precision Machinery (SIPM), Chinese Academy of Sciences (CAS), genomfört den första studien av zoomstråleavbildning av hårda röntgenstrålar på mikrofokuserade röntgenkällor , och löste problemet med begränsning av stråldelare i det hårda röntgenbandet. Resultaten publicerades i Optics Letters under titeln "Bifocal photon sieve imaging in the hard x-ray region".
Fresnel-bandarket föreslogs 1818 och användes framgångsrikt för röntgenfokusering på 1960-talet, och uppkomsten av fotonsikten 2001 gav ett alternativ till bandarket för högpresterande fokusering av röntgenstrålar. De konventionella vågplattorna och fotonsiktarna är emellertid monofokala till sin natur och kan inte uppfylla stråldelningskraven för kortvågsdiffraktionsavbildning och interferensavkänning. Med lösningen av problemet med kortvågig ljuskälla med hög koherens blir efterfrågan på anordningar för röntgenstråldelning mer akut.
Forskarna optimerade designen av en hård röntgenbifokal fotonsikt genom att koda den traditionella fotonsikten med hjälp av den antika grekiska stegsekvensen, och avslutade bearbetningen och testningen av enheten med hjälp av gruppen av Prof. Yifang Chen från Fudan University, som visas i Fig. 1. Genom att använda kopparfolie för att filtrera röntgenkällan med mikrofokus erhölls spektrallinjerna med ett halvvärde av full bredd på 0.0242 keV centrum 8,39 keV , i vilken röntgenkällan huvudsakligen är koncentrerad till 7,38 keV, 8,39 keV, 9,67 keV, 9,96 keV, 11,29 keV. Baserat på detta, utsattes den bifokala fotonsikten för iso-stora avbildningsexperiment, som registrerades av röntgen-CCD, som visas i Fig. 2 respektive Fig. 2. inspelningar utfördes, såsom visas i Fig. 2 och 3. De experimentella resultaten visar att, oavsett avbildning med lång eller kort fokus, är detektorn i den inspelade bilden för fram och tillbaka rörelseprocessen först mindre och sedan större, helt bevisat att den bifokala fotonsikten för att uppnå zoomstråledelningsavbildning. Framväxten av den hårda röntgenstråldelaren utökar nytt utvecklingsutrymme för applikationer som diagnostik med variabel upplösning av laserplasma, röntgenmikroskopi och koherent diffraktionsavbildning med split-beam.
Detta arbete stöds av Kinas nationella naturvetenskapliga stiftelse och den kinesiska vetenskapsakademins klass A strategiska pilotprogram.

Figur 1 Bifokal fotonsikt, (a) optiskt mikroskopfoto, (b) svepelektronmikroskopfoto, (c) minsta hål, (d) guldhöjd

Fig. 2 Experimentella resultat av telefotoavbildning, (ai) detektorn rör sig gradvis närmare bildplanet och sedan bort från det

Fig. 3 Experimentella resultat av kortfokuserad avbildning, (ac)-detektorer som gradvis närmar sig bildplanet och sedan rör sig bort från bildplanet