Моделирование фокусировки жесткого рентгеновского излучения последовательностью цилиндрических отверстий в алмазной плёнке
Налимов А.Г.
, Котляр В.В., Конов В.И.

 

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва, Самара, Россия,
ИСОИ РАН – филиал ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН, Самара, Россия,
Центр естественно-научных исследований Института общей физики РАН, Москва, Россия

Аннотация:
С помощь моделирования методом BeamProp и интеграла Рэлея–Зоммерфельда показано, что при фокусировке жесткого рентгеновского излучения с длиной волны 1,34 А с помощью последовательно расположенных цилиндрических микролинз (микроотверстий диаметром 10 мкм) круглого сечения в слое поликристаллического алмаза с увеличением числа микролинз с 1 до 20 фокусное расстояние уменьшается почти в 10 раз с 14,4 см до 15 мм, меньший размер эллиптического фокусного пятна уменьшился в 7 раз с 1,5 мкм до 200 нм, при этом максимальная интенсивность в фокусе увеличилась в 40 раз.

Ключевые слова:
рентгеновское излучение, цилиндрическая линза, алмазная плёнка.

Цитирование:
Налимов, А.Г. Моделирование фокусировки жесткого рентгеновского излучения последовательностью цилиндрических отверстий в алмазной плёнке / А.Г. Налимов, В.В. Котляр, В.И. Конов // Компьютерная оптика. – 2017. – Т. 41, № 6. – С. 796-802. – DOI: 10.18287/2412-6179-2017-41-6-796-802.

Литература:

  1. Mimura, H. Generation of 1020 Wcm-2 hard X-ray free electron laser pulses with two-stage reflective focusing system / H. Mimura, H. Yumoto, S. Matsuyama, T. Koyama, K. Tono, Y. Inubushi, T. Togashi, T. Sato, J. Kim, R. Fukui, Y. Sano, M. Yabashi, H. Ohashi, T. Ishikawa, K. Yamauchi // Nature Communications. – 2014. – Vol. 5. – 3539. – DOI: 10.1038/ncomms4539.
  2. Seiboth, F. Perfect X-ray focusing via fitting corrective glasses to aberrated optics / F. Seiboth, A. Schropp, M. Scholz, F. Wittwer, Ch. Rödel, M. Wünsche, T. Ullsperger, S. Nolte, J. Rahomäki, K. Parfeniukas, S. Giakoumidis, U. Vogt, U. Wagner, Ch. Rau, U. Boesenberg, J. Garrevoet, G. Fal­kenberg, E.C. Galtier, H.J. Lee, B. Nagler, Ch.G. Schroer // Nature Communications. – 2017. – Vol. 8. – 14623. – DOI: 10.1038/ncomms14623.
  3. Yumoto, H. Focusing of X-ray free electron laser pulses with reflective optics / H. Yumoto, H. Mimura, T. Koyama, S. Matsuyama, K. Tono, T. Togashi, Y. Inubushi, T. Sato, T. Tanaka, T. Kimura, H. Yokoyama, J. Kim, Y. Sano, Y. Hachisu, M. Yabashi, H. Ohashi, H. Ohmori, T. Ishikawa, K. Yamauchi // Nature Photonics. – 2013. – Vol. 7. – P. 43-47. – DOI: 10.1038/nphoton.2012.306.
  4. David, C. Nanofocusing of hard X-ray free electron laser pulses using diamond based Fresnel zone plate / C. David, S. Gorelick, S. Rutishauser, J. Krzywinski, J. Vila-Comamala, V. Guzenco, O. Bunk, E. Färm, M. Ritala, M. Commarata, D. Fritz, R. Barrett, L. Samoylova, J. Grünert, H. Sinn // Scientific Reports. – 2011. – Vol. 1. – 57. – DOI: 10.1038/srep00057.
  5. Nalimov, A.G. Simulation of image formation using compound X-ray zone plates / A.G. Nalimov, V.V. Kotlyar // Optik. – 2016. – Vol. 127, Issue 18. – P. 7235-7241. – DOI: 10.1016/j.ijleo.2016.05.064.
  6. Shvyd'ko, Y.V. High-reflectivity high-resolution X-ray crystal optics with diamonds / Y.V. Shvyd'ko, S. Stoupin, A. Cunsolo, A.H. Said, X. Huang // Nature Physics. – 2010. – Vol. 6. – P. 196-199. – DOI: 10.1038/nphys1506.
  7. Shvyd'ko, Y. Diamond X-ray optics: transparent, resilient, high-resolution, and wavefront preserving / Y. Shvyd'ko, V. Blank, S. Terentyev // MRS Bulletin. – 2017. – Vol. 42, Issue 6. – P. 437-444. – DOI: 10.1557/mrs.2017.119.
  8. Antipov, S. Single-crystal diamond refractive lens for focusing X-ray in two dimension / S. Antipov, S.V. Baryshev, J.E. Butler, O. Antipova, Z. Liu, S. Stoupin // Journal of Synchrotron Radiation. – 2016. – Vol. 23, Part 1. – P. 163-168. – DOI: 10.1107/S1600577515020639.
  9. Antipov, S. Thermal analysis of the diamond compound refractive lens / S. Antipov, S. Baryshev, S. Baturin, G. Chen, R.  Kostin, S. Stoupin // Proceedings of SPIE. – 2016. – Vol. 9963. – 99630R. – DOI: 10.1117/12.2238442.
  10. Alianelli, L. A planar refractive x-ray lens made of nanocrystalline diamond / L. Alianelli, K.J.S. Sawhney, A. Malik, O.J.L. Fox, P.W. May, R. Stevens, I.M. Loader, M.C. Wilson // Journal of Applied Physics. – 2010. – Vol. 108. – 123107. – DOI: 10.1063/1.3517060.
  11. Polikarpov, M. Diamond X-ray refractive lenses produced by femto-second laser ablation / M. Polikarpov, T.V. Kononenko, V.G. Ralchenko, E.E. Ashkinazi, V.I. Konov, P. Ershov, S. Kuznetsov, V. Yunkin, I. Snigireva, V.M. Polikarpov, A. Snigirev // Proceedings of SPIE. – 2016. – Vol. 9963. – 99630Q. – DOI: 10.1117/12.2238029.

© 2009, IPSI RAS
Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: ko@smr.ru ; тел: +7 (846) 242-41-24 (ответственный секретарь), +7 (846) 332-56-22 (технический редактор), факс: +7 (846) 332-56-20