Созданы полимерные линзы с рекордным радиусом кривизны

Российские ученые создали полимерные линзы для фокусировки рентгеновского излучения с рекордно малым радиусом кривизны — 5 мкм. Линзы представляют собой двояковогнутые параболоиды вращения. Свое исследование физики МГУ имени М.В. Ломоносова и Балтийского федерального университета (БФУ) имени Иммануила Канта опубликовали в журнале Optics Express Американского оптического общества (OSA).

«Для того чтобы изготовить объект такой сложной формы с высокой точностью, был применен метод двухфотонной лазерной литографии, или метод прямой лазерной записи, позволяющий создавать трехмерные структуры с разрешением до 100 нм. Такая установка работает как 3D-принтер на наномасштабах, позволяя создавать сколь угодно сложные структуры для нанооптики, микрофлюидики, а также тканевой инженерии. На данный момент в России существует всего лишь три установки двухфотонной лазерной литографии, одна из которых была создана учеными из МГУ», — поясняет соавтор статьи, аспирант кафедры квантовой электроники физического факультета МГУ Ксения Абрашитова.

Изготовленные полимерные линзы исследовались на установке Synchrotron LIKE в БФУ имени Канта, также их проверяли на устойчивость к рентгеновскому излучению на одной из станций синхротрона PETRA-III в научном центре DESY в Гамбурге.

Рентгеновская микроскопия в настоящее время применяется довольно активно. С ее помощью можно изучать строение образцов, непрозрачных для света оптического диапазона. Кроме того, данный метод позволяет получить изображение высокого разрешения, не требуя вакуума и металлизации образца, как в случае электронной микроскопии. Перечисленные преимущества делают рентгеновскую микроскопию уникальным методом, позволяющим получить структуру образца без его разрушения, что особенно важно для хрупких образцов для задач биологии и медицины. Для фокусировки рентгеновского излучения необходимы эффективные фокусирующие элементы рентгеновской оптики.

«В настоящее время наиболее широко используются поликристаллические бериллиевые линзы, однако они обладают рядом существенных недостатков. Во-первых, использование подобных линз в виду наличия внутренней поликристаллической структуры приводит к диффузному рассеянию и образованию спеклов, что приводит к искажению изображения и ухудшению возможного разрешения. Во-вторых, в виду того, что для наилучшего разрешения линзы должны обладать как можно меньшим радиусом кривизны, а современные технологии не позволяют создавать бериллиевые линзы с радиусом кривизны менее 50 мкм, их разрешение ограничено пределом в 100 нм. Новые полимерные линзы, созданные российскими учеными, не только обладают малым радиусом кривизны (что позволяют с их помощью добиться лучшей фокусировки излучения, вплоть до 50 нм), но и являются "рентгено-аморфными", то есть не дают диффузного рассеяния и не искажают изображение. Помимо этого, созданные линзы являются более дешевыми и простыми в изготовлении», — заключила Ксения Абрашитова.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.