上海光学精密機械研究所が硬X線ズームビーム分割イメージングで初の進歩を達成

最近、中国科学院（CAS）上海光学精密機械研究所（SIPM）の高出力レーザー物理共同研究室は、マイクロフォーカスX線源による硬X線のズームビームイメージングの初の研究を達成し、硬X線帯域におけるビームスプリッターの制限の問題を解決しました。この結果は、「硬X線領域における二焦点光子ふるいイメージング」というタイトルでOptics Letters誌に掲載されました。
フレネルリボンシートは1818年に提案され、1960年代にX線集束に成功裏に適用され、2001年に光子ふるいが登場したことで、リボンシートに代わる高性能X線集束法が実現しました。しかし、従来の波長板と光子ふるいは単焦点であり、短波回折イメージングや干渉センシングのビーム分割要件を満たすことができません。高コヒーレンス短波光源の問題が解決されるにつれて、X線ビーム分割装置の需要はますます高まっています。
研究者らは、古代ギリシャの梯子配列を利用して伝統的な光子ふるいをコード化することで硬X線二焦点光子ふるいの設計を最適化し、復旦大学の陳一芳教授のグループの協力を得て、図1に示すようにデバイスの処理とテストを完了した。銅箔を使用してマイクロフォーカスX線源をフィルタリングすることで、半値全幅0.0242 keV、中心8.39 keVのスペクトル線が得られ、その中でX線源は主に7.38 keV、8.39 keV、9.67 keV、9.96 keV、11.29 keVに集中している。これに基づいて、図2と図3に示すように、二焦点光子ふるいを等倍イメージング実験にかけ、X線CCDで記録した。 図2と図3に示すように、記録が行われました。実験結果によると、長焦点または短焦点の画像に関係なく、検出器が前後に移動する過程で記録された画像は最初は小さく、次に大きくなり、二重焦点光子ふるいがズームビーム分割画像化を実現できることが完全に証明されました。ハードX線ビームスプリッターの出現により、レーザープラズマの可変解像度診断、X線顕微鏡、分割ビームコヒーレント回折画像化などのアプリケーションに新たな開発スペースが広がりました。
この研究は、中国国家自然科学基金と中国科学院のクラスA戦略パイロットプログラムによって支援されています。

図1 二焦点光子ふるい、(a) 光学顕微鏡写真、(b) 走査型電子顕微鏡写真、(c) 最小の穴、(d) 金の高さ

図2 望遠撮影の実験結果、（ai）検出器が徐々に画像面に近づき、その後離れる

図3 短焦点イメージングの実験結果、（ac）検出器が徐々に像面に近づき、その後像面から遠ざかる