Πρόσφατα, η ομάδα του Zhang Junyong στο Joint Laboratory of Laser Physics High Power, Shanghai Institute of Optics and Precision Machinery (SIPM), China Academy of Sciences (CAS), μαζί με την ομάδα του καθηγητή Yongpong Zhao στο Harbin Institute of Technology (HIT), έκανε την πρώτη πρόοδο στον έλεγχο και τη διαμόρφωση συστοιχιών οπτικών πεδίων EUV και μαλακών εστιασμένων ακτίνων Χ, γεγονός που έλυσε το πρόβλημα του περιορισμού των συστατικών για τη διαθλαστική απεικόνιση και τη συμβολομετρική αίσθηση στις ακραίες ζώνες μήκους κύματος υπεριώδους (UV) και ακτίνων Χ. Τα αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν ως "Free light-shape focusing in extreme-ultraviolet radiation with self-evolutionary photon sieves" στο Scientific Reports.
Από την ανακάλυψη των ακτίνων Χ από τον Roentgen, οι πηγές φωτός βραχέων κυμάτων υψηλής συνοχής και τα στοιχεία εστίασης βραχέων κυμάτων υψηλής απόδοσης αποτελούν τα δύο σημεία συμφόρησης που περιορίζουν την ανάπτυξη της επιστήμης των ακτίνων Χ. Η ακτινοβολία σύγχροτρον και τα λέιζερ ελεύθερων ηλεκτρονίων, για παράδειγμα, εστιάζουν στις μαλακές και σκληρές ζώνες ακτίνων Χ, ενώ τα λέιζερ πλάσματος εκκένωσης καλύπτουν την ακραία υπεριώδη ακτινοβολία και μέρος της μαλακής ζώνης ακτίνων Χ. Καθώς το πρόβλημα των πηγών φωτός βραχέων κυμάτων υψηλής συνοχής αμβλύνεται, υπάρχει πιο επείγουσα ανάγκη για συσκευές διαμόρφωσης εστίασης για EUV και ακτίνες Χ. Ενώ τα υλικά παρουσιάζουν ισχυρή απορρόφηση στο EUV και μαλακές ζώνες ακτίνων Χ και ισχυρή διείσδυση στη ζώνη σκληρών ακτίνων Χ, τα φύλλα ζώνης κυμάτων Fresnel είναι τα μόνα στοιχεία εστίασης μετάδοσης διαθέσιμα προς το παρόν. Το Ινστιτούτο Οπτικών Μηχανημάτων της Σαγκάης (SIOM) είναι η προηγούμενη μονάδα στην Κίνα που ασχολήθηκε με το σχεδιασμό και την εφαρμογή συσκευών ακτίνων Χ, ειδικά με βάση το παραδοσιακό φύλλο κορδέλας και το κόσκινο φωτονίων, η SIOM ήταν η πρώτη που πρότεινε και ανέπτυξε μια ποικιλία πολυεστιακών κοσκίνων φωτονίων με διαφορετικές οπτικές λειτουργίες, όπως το κόσκινο φωτονίων Grecian ladder και το κόσκινο φωτονίων έλικας Fermat, κ.λπ., που είναι σε θέση να καλύψουν τις τεχνικές ανάγκες απεικόνισης περίθλασης βραχέων κυμάτων και ανίχνευσης παρεμβολών.
Σε σύγκριση με φέτες ζώνης κύματος με περιορισμένο αριθμό δακτυλίων, εκατομμύρια και δισεκατομμύρια μικρά ανοίγματα παρέχουν σχεδόν απεριόριστη σχεδιαστική ελευθερία για την εμφάνιση λειτουργικών κόσκινων φωτονίων και η κοινή ομάδα χρησιμοποίησε αλγόριθμους βελτιστοποίησης για να σχεδιάσει ένα αυτο-αναπτυσσόμενο κόσκινο φωτονίων, το οποίο επιτυγχάνει εστιασμένη οπτική Διαμόρφωση και διαμόρφωση συστοιχίας πεδίου στη ζώνη EUV. Στο πείραμα, βελτιστοποιήσαμε το λέιζερ 46,9 nm από το λέιζερ πλάσματος εκκένωσης 69,8 nm, 46,9 nm και 13,5 nm για να ακτινοβολήσουμε το κόσκινο φωτονίων, καταγράψαμε το εστιασμένο πεδίο φωτός με φωτοανθεκτικό και διαβάσαμε τα δεδομένα από το μικροσκόπιο ατομικής δύναμης και λάβαμε επιτυχώς πολλά σετ δομημένων κηλίδων με εστίαση 100nm και τα αποτελέσματα συμμορφώνονται με τη θεωρητικά υπολογισμένη εστίαση στο όριο περίθλασης. Η υλοποίηση της διαμόρφωσης και διαμόρφωσης συστοιχιών EUV και ακτίνων Χ παρέχει την ευκαιρία για τη δομημένη λιθογραφία βραχέων κυμάτων. και τμήματα παραθύρου νερού για in vivo βιολογική κυτταρική απεικόνιση, παρεμβολομετρική διάγνωση πλάσματος λέιζερ, μικροσκοπία ακτίνων Χ και απεικόνιση συνεκτικής περίθλασης, κ.λπ. Η υλοποίηση της διαμόρφωσης και διαμόρφωσης συστοιχιών EUV και ακτίνων Χ διευρύνει νέο χώρο ανάπτυξης.
Αυτή η εργασία υποστηρίχθηκε από το Εθνικό Ίδρυμα Φυσικών Επιστημών της Κίνας, το Πρόγραμμα Yangfan Young Scientists Shanghai και το Στρατηγικό Πιλοτικό Πρόγραμμα Κατηγορίας Α της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών.
Εικ. 1 Δομική εστίαση ακραίου υπεριώδους φωτός (EUV), (α) χάρτης AFM εστιακού σημείου, (βγ) ένταση φωτός και φάση προσομοίωσης εστιακού σημείου
Εικ. 2 Πολυστρωματικό παρατεταγμένο σημείο για ακραίο υπεριώδες φως
