Recientemente, el equipo de Zhang Junyong en el Laboratorio Conjunto de Física de Láseres de Alta Potencia, el Instituto de Óptica y Maquinaria de Precisión de Shanghai (SIPM), la Academia de Ciencias de China (CAS), junto con el grupo del Prof. Yongpong Zhao en el Instituto de Tecnología de Harbin (HIT), ha logrado el primer progreso en el control de la matriz y la configuración de campos ópticos enfocados en rayos X suaves y EUV, lo que ha resuelto el problema de la limitación de componentes para imágenes difractivas y detección interferométrica en las bandas de longitud de onda de rayos X y ultravioleta extremo (UV). Los resultados se publicaron como "Enfoque de forma de luz libre en radiación ultravioleta extrema con tamices de fotones autoevolutivos" en Scientific Reports.
Desde el descubrimiento de los rayos X por Roentgen, las fuentes de luz de onda corta de alta coherencia y los elementos de enfoque de onda corta de alto rendimiento han sido los dos obstáculos que limitan el desarrollo de la ciencia de los rayos X. La radiación de sincrotrón y los láseres de electrones libres, por ejemplo, se centran en las bandas de rayos X blandas y duras, mientras que los láseres de plasma de descarga cubren el ultravioleta extremo y parte de la banda de rayos X blanda. A medida que se alivia el problema de las fuentes de luz de onda corta de alta coherencia, existe una necesidad más urgente de dispositivos de modulación de enfoque para EUV y rayos X. Mientras que los materiales muestran una fuerte absorción en las bandas EUV y de rayos X suaves y una fuerte penetración en la banda de rayos X duros, las láminas de bandas de ondas de Fresnel son los únicos elementos de enfoque de transmisión disponibles en la actualidad. El Instituto de Maquinaria Óptica de Shanghai (SIOM) es la primera unidad en China que se dedicó al diseño y aplicación de dispositivos de rayos X, especialmente sobre la base de la hoja de cinta tradicional y el tamiz de fotones. SIOM fue el primero en proponer y desarrollar una variedad de tamices de fotones multifocales con diferentes funciones ópticas, como el tamiz de fotones de escalera griega y el tamiz de fotones de hélice de Fermat, etc., que pueden satisfacer las necesidades técnicas de imágenes por difracción de onda corta y detección de interferencias.
En comparación con los cortes de banda de ondas con un número limitado de anillos, millones y miles de millones de pequeñas aberturas brindan una libertad de diseño casi ilimitada para la aparición de tamices de fotones funcionales, y el equipo conjunto utilizó algoritmos de optimización para diseñar un tamiz de fotones autoevolutivo, que logra lentes ópticos enfocados. Modulación y conformación de la matriz de campo en la banda EUV. En el experimento, optimizamos el láser de 46,9 nm del láser de plasma de descarga de 69,8 nm, 46,9 nm y 13,5 nm para irradiar el tamiz de fotones, registramos el campo de luz enfocado con fotoprotector, leímos los datos del microscopio de fuerza atómica y obtuvimos con éxito varios conjuntos de puntos estructurados con enfoque de 100 nm, y los resultados se ajustaron al enfoque calculado teóricamente en el límite de difracción. La realización de la modulación y la conformación de EUV y matrices de rayos X brinda la oportunidad para la litografía estructurada de onda corta. y segmentos de ventana de agua para imágenes de células biológicas in vivo, diagnóstico interferométrico de plasma láser, microscopía de rayos X e imágenes de difracción coherente, etc. La realización de EUV y modulación y conformación de matrices de rayos X amplía nuevos espacios de desarrollo.
Este trabajo fue apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China, el Programa Yangfan de Jóvenes Científicos de Shanghai y el Proyecto Piloto Estratégico Clase A de la Academia de Ciencias de China.
Fig. 1 Enfoque estructural de luz ultravioleta extrema (EUV), (a) mapa AFM del punto focal, (bc) intensidad de la luz y fase del punto focal simulado
Fig. 2 Punto multicapa para luz ultravioleta extrema
