Фокусирование рентгеновского излучения приблизилось к теоретическому пределу

Международная группа физиков создала корректирующие линзы, фокусирующие три четверти излучения рентгеновского лазера в области размером 250 нанометров. Созданное устройство исправляет неизбежные дефекты при производстве рентгеновской оптики. Статья с описанием работы опубликована в журнале Nature Communications.

Несмотря на то, что в целом рентгеновское излучение подчиняется тем же законам оптики, что и видимое, фокусировать или отражать его намного труднее. «Только небольшая часть материалов пригодна для использования в качестве рентгеновских линз и зеркал, — поясняет соавтор Андреас Шропп, сотрудник немецкого синхротрона DESY. — Также из-за намного меньшей длины волны рентгеновского излучения создание соответствующей оптики накладывает намного более серьезные требования к точности: даже малейший дефект формы может производить определяющий эффект».

Стандартно используемые для этой цели линзы из бериллия неизбежно получаются немного более кривыми в центре. В результате часть света рассеивается в широком диапазоне направлений. Для преодоления этой проблемы ученые тщательно измерили дефекты своего устройства, а затем изготовили корректирующую линзу из кварцевого стекла. «Без корректировки наша система фокусировала 75% излучения в области размером 1600 нм, примерно в десять раз больше теоретического предела, — говорит главный автор работы, Франк Зайбот из Университета Гамбурга. — С корректором область уменьшилась до 250 нм».

При использовании дополнительной линзы примерно в три раза больше энергии фокусировалось в центральном спекле — максимуме интерференционной картины, возникающей при диффузном рассеянии. Однако стандартно используемая в оптике характеристика четкости изображения — полная ширина на полувысоте максимума амплитуды (FWHM — full width at half maximum) — не сильно изменилась и осталась на уровне 150 нм.