Nedavno je tim Zhang Junyonga u Zajedničkoj laboratoriji za lasersku fiziku velike snage, Šangajskog instituta za optiku i precizne mašine (SIPM), Kineske akademije nauka (CAS), zajedno sa grupom prof. Yongpong Zhaoa na Harbinskom institutu za tehnologiju (HIT), je napravio prvi napredak u kontroli niza i oblikovanju UVV i optičkih polja fokusiranih na meke rendgenske zrake, čime je riješen problem ograničenja komponenti za difrakcijske slike i interferometrijsko sensing u ekstremnim ultraljubičastim (UV) i rendgenskim valnim pojasevima. Rezultati su objavljeni kao "Fokusiranje slobodnog oblika svjetlosti u ekstremnom ultraljubičastom zračenju sa samoevolutivnim fotonskim sitom" u Scientific Reports.
Od otkrića rendgenskih zraka od strane Rentgena, visokokoherentni kratkotalasni izvori svjetlosti i visokoučinkoviti kratkotalasni fokusirajući elementi bili su dva uska grla koja ograničavaju razvoj nauke o rendgenskim zracima. Sinhrotronsko zračenje i laseri slobodnih elektrona, na primjer, fokusiraju se na meke i tvrde rendgenske trake, dok laseri s pražnjenjem pokrivaju ekstremno ultraljubičasto i dio mekog rendgenskog pojasa. Kako je problem visokokoherentnih kratkotalasnih izvora svjetlosti ublažen, postoji hitnija potreba za uređajima za modulaciju fokusa za EUV i x-zrake. Dok materijali pokazuju snažnu apsorpciju u opsegu EUV i mekih rendgenskih zraka i snažnu penetraciju u pojasu tvrdog rendgenskog zraka, Fresnelovi listovi talasnog opsega jedini su trenutno dostupni elementi za fokusiranje transmisije. Šangajski institut optičkih mašina (SIOM) je ranija jedinica u Kini koja se bavila dizajnom i primjenom rendgenskih uređaja, posebno na bazi tradicionalne trake i fotonskog sita, SIOM je bio prvi koji je predložio i razvio različite multifokalnih fotonskih sita s različitim optičkim funkcijama, kao što su fotonsko sito grčke ljestvice i fotonsko sito Fermat helix, itd., koji su u stanju da zadovolje tehničke potrebe kratkovalne difrakcije i detekcije interferencije.
U poređenju sa rezovima talasnog pojasa sa ograničenim brojem prstenova, milioni i milijarde malih otvora obezbeđuju gotovo neograničenu slobodu dizajna za pojavu funkcionalnih fotonskih sita, a zajednički tim je koristio algoritme optimizacije da dizajnira fotonsko sito koje se samostalno razvija, koje postiže fokusirano optičko sito. modulacija polja polja i oblikovanje u EUV opsegu. U eksperimentu smo optimizirali laser od 46,9nm iz plazma lasera na pražnjenju 69,8nm, 46,9nm i 13,5nm za ozračivanje fotonskog sita, snimili fokusirano svjetlosno polje fotorezistom i očitali podatke sa mikroskopa atomske sile i uspješno dobili nekoliko setova strukturiranih tačaka sa fokusom od 100nm, a rezultati su usklađeni sa teorijski izračunatim fokusiranjem u granici difrakcije. Realizacija modulacije i oblikovanja EUV i rendgenskih nizova pruža mogućnost strukturirane litografije kratkog talasa. i segmenti vodenog prozora za in vivo biološko snimanje ćelija, interferometrijsku dijagnostiku laserske plazme, rendgensku mikroskopiju i koherentnu difrakcijsku sliku, itd. Realizacija modulacije i oblikovanja polja EUV i rendgenskih zraka širi novi razvojni prostor.
Ovaj rad je podržan od strane Nacionalne fondacije za prirodne nauke Kine, Šangajskog programa mladih naučnika Yangfan i Strateškog pilot projekta klase A Kineske akademije nauka.
Slika 1 Strukturno fokusiranje ekstremnog ultraljubičastog (EUV) svjetla, (a) AFM mapa žarišne točke, (bc) intenzitet svjetlosti i faza simulirane žarišne točke
Slika 2 Višeslojna raspoređena tačka za ekstremno ultraljubičasto svetlo
