Znanstvenici razvijaju naočale za laserske zrake

BUĐENJE!!! PREVEDENO NA HRVATSKI. David Icke FULL HD 2014 (Srpanj 2019).

Anonim

Međunarodni tim znanstvenika prilagodio je posebne rendgenske naočale da koncentriraju snop rendgenskog lasera snažnije nego ikad prije. Pojedinačno proizvedena korektivna leća gotovo se potpuno uklanja neizbježne oštećenja rendgenske optičke hrpe i koncentrira tri četvrtine rendgenske zrake na točku s promjerom od 250 nanometara (milijunti milimetar), usko približavajući se teorijskoj granici. Koncentrirana rendgenska zraka ne samo da može poboljšati kvalitetu određenih mjerenja, već i otvara potpuno nove istraživačke puteve, kao što piše u časopisu Nature Communications, tim koji okružuje DESY-ov znanstvenik Christian Schroer.

Iako X-zrake poštuju iste optičke zakone kao vidljiva svjetlost, teško ih je usredotočiti ili skrenuti: "Samo nekoliko materijala je dostupno za izradu odgovarajućih rendgenskih leća i ogledala", objašnjava suradnik Andreja Schroppa tvrtke DESY. "Isto tako, budući da je valna duljina rendgenskih zraka znatno manja od one vidljive svjetlosti, proizvodnja rendgenskih leća ovog tipa zahtijeva daleko veći stupanj preciznosti nego što je to potrebno u području optičkih valnih duljina - čak i najmanji nedostatak u obliku leće može imati štetan učinak. "

Proizvodnja prikladnih leća i ogledala već je postigla vrlo visoku razinu preciznosti, ali standardne leće, izrađene od elementa berilij, obično su malo blago zakrivljene blizu središta, kao što Schropp bilježi. "Berilijske leće su oblikovane pomoću kompresije pomoću preciznih matrica." "Oblik pogreške reda od nekoliko stotina nanometara praktički je neizbježan u tom procesu." To rezultira što više svjetla raspršeno iz fokusa nego što je to neizbježno zbog zakona fizike. Štoviše, ova se svjetlost prilično ravnomjerno raspoređuje na prilično veliko područje.

Takvi nedostaci su nevažni u mnogim aplikacijama. "Međutim, ako želite uzgoj malih uzoraka pomoću rendgenskog lasera, želite da se zračenje fokusira na područje što je manje moguće", kaže Schropp. "Isto vrijedi iu nekim tehnikama snimanja, gdje želite dobiti sliku sitnih uzoraka s što je moguće više pojedinosti."

Kako bi se optimiziralo fokusiranje, znanstvenici su prvo pažljivo mjerili nedostatke u njihovom prenosivom stavu za X-ray objektiv berylliuma. Zatim su upotrijebili ove podatke za izradu prilagođenog korektivnog leća iz kvarcnog stakla pomoću preciznog lasera na Sveučilištu u Jeni. Znanstvenici su potom testirali učinak ovih stakala pomoću laserskog lasera LCLS u SLAC National Accelerator Laboratory u SAD-u

"Bez korektivnih naočala, naša leća usmjerila je oko 75 posto rendgenskog svjetla na područje promjera od oko 1600 nanometara, što je oko deset puta veće od teoretski ostvarive", navodi glavni autor Frank Seiboth iz Tehničkog Sveučilište u Dresdenu, koji sada radi u DESY-u. "Kad su se naočale koristile, 75 posto X-zraka moglo bi biti usredotočeno na površinu od oko 250 nanometara promjera, što bi ga približilo teoretskom optimumu." S korektivnim objektivom, oko tri puta više rendgenskog svjetla bila je usredotočena na središnju mrlju nego bez njega. Nasuprot tome, cjelokupna širina na pola maksimuma (FWHM), generička znanstvena mjera oštrine fokusa u optici, nije se znatno promijenila i ostala na oko 150 nanometara, sa ili bez naočala.

Istu kombinaciju mobilne standardne optike i naočala izrađenih po mjeri također je proučavana od strane tima u DESY-ovom sintrozotornom X-ray izvoru PETRA III i britanskom izvoru svjetlosti dijamanta. U oba slučaja korektivna leća dovela su do usporedivog poboljšanja s onim što se vidi na rendgenskom laseru. "U načelu, naša metoda omogućuje individualnu korektivnu leću za svaku rendgensku optiku", objašnjava znanstvenik Schroer, koji je također profesor fizike na Sveučilištu u Hamburgu.

"Takve tzv. Fazne ploče ne mogu samo imati koristi od postojećih rendgenskih izvora, no posebno bi mogle postati ključna komponenta sljedećih generacija rendgenskih lasera i sinkronih izvora svjetlosti", ističe Schroer. "Fokusiranje rendgenskih zraka na teoretske granice nije samo preduvjet za značajno poboljšanje u rasponu različitih eksperimentalnih tehnika, već također može otvoriti put potpuno novim metodama istraživanja. Primjeri uključuju nelinearno raspršivanje čestica svjetlosti zbog čestica materije ili stvaranja čestica materije iz interakcije dvije čestice svjetlosti. Za te metode, X-zrake moraju biti koncentrirane u malom prostoru što znači da je učinkovito fokusiranje nužno. "

menu
menu