L'Institut d'optique et de machines de précision de Shanghai réalise ses premiers progrès dans l'imagerie par division de faisceau à rayons X durs

Récemment, le laboratoire conjoint de physique des lasers de haute puissance de l'Institut d'optique et de machines de précision de Shanghai (SIPM), Académie chinoise des sciences (CAS), a réalisé la première étude d'imagerie par faisceau zoom de rayons X durs sur des sources de rayons X microfocalisées, et a résolu le problème de limitation du séparateur de faisceau dans la bande des rayons X durs. Les résultats ont été publiés dans Optics Letters sous le titre « Imagerie par tamis photonique bifocal dans la région des rayons X durs ».
La feuille de ruban de Fresnel a été proposée en 1818 et appliquée avec succès à la focalisation des rayons X dans les années 1960, et l'émergence du tamis à photons en 2001 a fourni une alternative à la feuille de ruban pour une focalisation haute performance des rayons X. Cependant, les lames d'onde et les tamis à photons classiques sont de nature monofocale et ne peuvent pas répondre aux exigences de division de faisceau de l'imagerie par diffraction à ondes courtes et de la détection d'interférence. Avec la résolution du problème de la source lumineuse à ondes courtes à cohérence élevée, la demande de dispositifs de division de faisceau de rayons X devient plus urgente.
Français Les chercheurs ont optimisé la conception d'un tamis à photons bifocal à rayons X durs en codant le tamis à photons traditionnel à l'aide de la séquence d'échelle grecque antique, et ont terminé le traitement et les tests du dispositif avec l'aide du groupe du professeur Yifang Chen de l'université Fudan, comme le montre la figure 1. En utilisant une feuille de cuivre pour filtrer la source de rayons X à micro-focal, les lignes spectrales avec une largeur totale à mi-hauteur de 0.0242 keV au centre de 8,39 keV ont été obtenues, dans lesquelles la source de rayons X est principalement concentrée à 7,38 keV, 8,39 keV, 9,67 keV, 9,96 keV, 11,29 keV. Sur cette base, le tamis à photons bifocal a été soumis à des expériences d'imagerie iso-large, qui ont été enregistrées par le CCD à rayons X, comme le montrent les figures 2 et 2, respectivement. Les enregistrements ont été effectués, comme le montrent les figures 1 et 2. 2 et 3. Les résultats expérimentaux montrent que, quelle que soit la focalisation longue ou courte, l'image enregistrée par le détecteur dans le processus de mouvement de va-et-vient est d'abord plus petite puis plus grande, ce qui prouve pleinement que le tamis à photons bifocal permet d'obtenir une imagerie à division de faisceau zoom. L'émergence du séparateur de faisceau à rayons X durs élargit le champ de développement pour des applications telles que le diagnostic à résolution variable du plasma laser, la microscopie à rayons X et l'imagerie par diffraction cohérente à faisceau divisé.
Ce travail est soutenu par la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine et le programme pilote stratégique de classe A de l’Académie chinoise des sciences.

Figure 1 Tamis photonique bifocal, (a) photo au microscope optique, (b) photo au microscope électronique à balayage, (c) plus petit trou, (d) hauteur de l'or

Fig. 2 Résultats expérimentaux de l'imagerie téléobjectif, (ai) le détecteur se rapproche progressivement du plan image puis s'en éloigne

Fig. 3 Résultats expérimentaux de l'imagerie à focale courte, détecteurs (ac) se rapprochant progressivement du plan image puis s'éloignant du plan image