新型X射線相機可進行更高精準度的測量-SLAC
使用新型X射線波前成像儀拍攝的X射線圖像可對X射線光束的強度和方向進行高精度測量。
科學
科學家使用X射線自由電子激光產生的超亮和超快的X射線脈沖來研究材料中一些超快的反應和過程。在這些實驗中，X射線的波長可以小于?！热说念^發(fā)直徑小一百萬倍?？茖W家們最近開發(fā)了一種新型X射線成像儀，其精確度比以前更高。新的水平可小于X射線波長的百分之一，甚至小于一個埃。這些X射線成像儀將成為使用X射線自由電子激光器的研究中的有用工具。
影響
在X射線自由電子激光實驗中，研究人員必須了解從激光器中出來，經(jīng)過儀器并與被研究材料相互作用的X射線的性能。在這項新研究中，科學家測量了進入樣品的X射線的強度分布，同時也確定了X射線行進的方向。了解這些X射線的特性可以改善實驗分析。
總結
利用高頻X射線自由電子激光脈沖對材料進行成像是具有挑戰(zhàn)性的，因為來自激光的X射線的脈沖特性可能會發(fā)生波動。一次成像單個X射線波前的能力不僅對于實驗設計和分析很重要，而且可以作為反饋來進行激光和儀器優(yōu)化。這項研究開發(fā)了一種由單個二維光柵和基于閃爍體的探測器組成的單發(fā)波前成像儀。它使用了Talbot效應，即X射線在傳播過程中會“Self-image”的效應。Talbot效應是在利用納米加工技術在金剛石或硅制成的2D光柵上產生的，該光柵的變形度非常低。通過記錄光柵后的“Self-image”，x射線的振幅和相位都可以用一種重建算法確定。
波前成像儀的簡單性使得在實驗中更容易將成像儀放置在光束路徑的不同部位。例如，研究人員可以將成像儀放置在自由電子激光器的出口處，以提供實時反饋。類似地，成像儀可在儀器各種組件的后端使用，以在X射線行進時提供系統(tǒng)的理解和反饋，或直接對材料成像。研究人員已經(jīng)證明了這種波前成像儀在各種X射線能量范圍內具有極高的精準度。
參考信息：https://www.energy.gov/science/bes/articles/new-x-ray-camera-achieves-new-heights-precision-and-accuracy-better-experiments
了解更多，參考如下文章：
Liu, Y. et al., X-ray free-electron laser wavefront sensing using the fractional Talbot effect. J. Synchrotron Radiation 27, 254-261 (2020). [DOI: 10.1107/S1600577519017107]
Li, K. et al., Wavefront preserving and high efficiency diamond grating beam splitter for x-ray free electron laser. Optics Express 28, 10939-10950 (2020). [DOI: 10.1364/OE.380534]
Liu, K. et al. High-accuracy wavefront sensing for x-ray free electron lasers. Optica 5, 967-975 (2018). [DOI: 10.1364/OPTICA.5.000967]
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