Recentment, l'equip de Zhang Junyong al Joint Laboratory of High Power Laser Physics, l'Institut d'Òptica i Maquinària de Precisió de Xangai (SIPM), l'Acadèmia Xinesa de Ciències (CAS), juntament amb el grup del professor Yongpong Zhao a l'Institut Tecnològic de Harbin (HIT), ha fet els primers avenços en el control de matrius i la conformació de camps òptics focalitzats en EUV i raigs X suaus, que ha resolt el problema de la limitació de components per a la imatge difractiva i la detecció interferomètrica a les bandes de longitud d'ona ultraviolada (UV) i raigs X extrems. Els resultats es van publicar com a "Free light-shape focusing in extreme-ultraviolet radiation with self-evolutive photon tamises" a Scientific Reports.
Des del descobriment dels raigs X per part de Roentgen, les fonts de llum d'ona curta d'alta coherència i els elements d'enfocament d'ona curta d'alt rendiment han estat els dos colls d'ampolla que limiten el desenvolupament de la ciència dels raigs X. La radiació de sincrotró i els làsers d'electrons lliures, per exemple, se centren en les bandes de raigs X suaus i dures, mentre que els làsers de plasma de descàrrega cobreixen l'ultraviolat extrem i part de la banda de raigs X suaus. A mesura que s'alleuja el problema de les fonts de llum d'ona curta d'alta coherència, hi ha una necessitat més urgent de dispositius de modulació de focus per a EUV i raigs X. Mentre que els materials mostren una forta absorció a les bandes EUV i suaus de raigs X i una forta penetració a la banda de raigs X dura, les làmines de banda d'ona de Fresnel són els únics elements d'enfocament de transmissió disponibles actualment. L'Institut de Maquinària Òptica de Xangai (SIOM) és la unitat anterior a la Xina per participar en el disseny i l'aplicació de dispositius de raigs X, especialment sobre la base de la fulla de cinta tradicional i el tamís de fotons, SIOM va ser el primer a proposar i desenvolupar una varietat de tamisos de fotons multifocals amb diferents funcions òptiques, com ara el tamís de fotons d'escala grec i el tamís de fotons d'hèlix de Fermat, etc., que són capaços de satisfer les necessitats tècniques de la imatge de difracció d'ona curta i la detecció d'interferències.
En comparació amb les rodanxes de banda d'ona amb un nombre limitat d'anells, milions i milers de milions de petites obertures proporcionen una llibertat de disseny gairebé il·limitada per a l'aparició de garbells de fotons funcionals, i l'equip conjunt va utilitzar algorismes d'optimització per dissenyar un tamís de fotons d'autoevolució, que aconsegueix una òptica focalitzada. modulació i conformació de la matriu de camp a la banda EUV. A l'experiment, vam optimitzar el làser de 46,9 nm del làser de plasma de descàrrega de 69,8 nm, 46,9 nm i 13,5 nm per irradiar el tamís de fotons, vam registrar el camp de llum enfocat amb fotoresist i vam llegir les dades del microscopi de força atòmica i les vam obtenir amb èxit. diversos conjunts de punts estructurats amb enfocament de 100 nm, i els resultats s'ajusten a l'enfocament calculat teòricament en el límit de difracció. La realització de la modulació i conformació de matrius EUV i de raigs X ofereix l'oportunitat per a la litografia estructurada d'ona curta. i segments de finestra d'aigua per a imatges de cèl·lules biològiques in vivo, diagnòstic interferomètric de plasma làser, microscòpia de raigs X i imatges de difracció coherent, etc. La realització de la modulació i conformació de matrius de raigs X i EUV amplia un nou espai de desenvolupament.
Aquest treball va comptar amb el suport de la Fundació Nacional de Ciències Naturals de la Xina, el Programa Yangfan de Joves Científics de Xangai i el Projecte Pilot Estratègic de Classe A de l'Acadèmia Xinesa de Ciències.
Fig. 1 Enfocament estructural de la llum ultraviolada extrema (EUV), (a) mapa AFM del punt focal, (bc) intensitat de la llum i fase del punt focal simulat
Fig. 2 Punt multicapa per a llum ultraviolada extrema
