Комбинированные зонные пластинки в качестве изображающей оптики для жёсткого рентгеновского излучения
Налимов А.Г.
, Котляр В.В.

Институт систем обработки изображений РАН,
Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва
(национальный исследовательский университет) (СГАУ)

 

DOI: 10.18287/0134-2452-2015-39-1-52-57

Аннотация:
С помощью интеграла Рэлея–Зоммерфельда проведено моделирование построения изображения в жёстком когерентном рентгеновском излучении (длина волны 0,229 нм) с помощью комбинированной зонной пластинки. Моделирование показало возможность улучшения разрешения по отношению к традиционной зонной пластинке Френеля почти в 10 раз (и равно 20 нм) без изменения ширины крайней зоны (205 нм). Комбинированная зонная пластинка состояла из 6 областей, работающих в 1-м, 3-м, 5-м, 7-м, 9-м и 11-м порядках дифракции. При этом энергетическая эффективность построения изображений такой комбинированной зонной пластинкой составляет 3,7 %, что на 42 % больше, чем эффективность традиционной зонной пластинки Френеля (2,6 %), работающей в третьем порядке дифракции и улучшающей разрешение только в 3 раза.

Ключевые слова :
комбинированная зонная пластинка, многопорядковая дифракция, рентгеновское излучение.

Литература:

  1. Attwood, D. Soft x-rays and extreme ultraviolet radiation: principles and applications / D. Attwood. – Cambridge University Press, 1999.
  2. Vaschenko, G. Sub-38 nm resolution tabletop microscopy with 13 nm wavelength laser light / G. Vaschenko, C. Brewer, F. Brizuela, Y. Wang [et al.] // Optics Letters – 2006. – Vol. 31. – P. 1214-1216.
  3. Vaschenko, G. Nano-imaging with a compact extreme ultraviolet laser / G. Vaschenko, F. Brizuela, C. Brewer, M. Grisham [et al.] // Optics Letters. – 2005. – Vol. 30. – P. 2095-2097.
  4. Kuyumchyan, M. High efficiency and low absorption Fresnel compound zone plates for hard X-ray focusing / M. Kuy­umchyan, A. Isoyan, A. Shulakov [et al.]. – Cornell University, 2005. – http://arxiv.org/pdf/cs.OH/0503005.
  5. Kaulich, B. Differential interference contrast x-ray microscopy with twin zone plates / B. Kaulich, T. Wilhein, E.D. Fabrizio [et al.] // Journal of the Optical Society of America A. – 2002. – Vol. 19 (4). – P. 797-806.
  6. Chen, X. Single-focus x-ray zone plate by stagger arrangement of zones / X. Chen, X. Wang // Optics Express. – 2013. – Vol. 21(17). – P. 20005-20014.
  7. Chao, W. Hydrogen silsesquioxane double patterning process for 12nm resolution x-ray zone plates / W. Chao, J. Kim, S. Rekawa, P. Fischer, E. Anderson // Journal of Vacuum Science & Technology B. – 2009. – Vol. 27. – P. 2606. – doi: 10.1116/1.3242694.
  8. Chao, W. Demonstration of 12 nm resolution Fresnel zone plate lens based soft X-ray microscopy / W. Chao, J. Kim, S. Rekawa, P. Fischer, E.H. Anderson // Optics Express. – 2009. – Vol. 17 (20). – P. 17669.
  9. Налимов, А.Г. Сравнение методов расчёта распространения рентгеновского излучения через ДОЭ в параксиальной области / А.Г. Налимов, С.Н. Хонина // Известия Самарского научного центра РАН. – 2010. – Т. 12(4). – С. 26-31.
  10. Hofsten, O. Sub-25-nm laboratory X-ray microscopy using a compound Fresnel zone plate / O. Hofsten, M. Bertilson, J. Reinspach [et al.] // Optics Letters. – 2009. – Vol. 34(17). – P. 2631-2633.
  11. Keskinbora, K. Ion beam lithography for Fresnel zone pla­tes in X-ray microscopy / K. Keskinbora, C. Grevent, M. Bechtel [et al.] // Optics Express. – 2013. – Vol. 21(10). – P. 11747-11756.
  12. Котляр, В.В. Зонная пластинка на мембране для жёсткого рентгеновского излучения / В.В. Котляр, А.Г. Налимов, М.И. Шанина, В.А. Сойфер, Л. О’Фаолайн // Компьютерная оптика. – 2011. – Т. 35(1). – С. 36-41.
  13. Аркадьев, В.А. Капиллярная рентгеновская линза / В.А. Аркадьев, А.И. Коломийцев, М.А. Кумахов [и др.] // Письма в ЖТФ. – 1988. – Т. 14. – С. 97.
  14. Романов, А.Ю. Исследование рентгенооптических свой­ств оптики Кумахова / А.Ю. Романов, И.В. Дмитриев, А.Ю. Аку­лов // Инженерная физика. – 2004. – № 1. – С. 43-47.
  15. Chen, Z. Toward one nanometer X-ray focusing: a complex refractive lens design / Z. Chen, H. Xie, B. Deng, G. Du [et al.] // Chinese Optics Letters. – 2014. – Vol. 12, Issue 12. – P. 123401-123401.

© 2009, IPSI RAS
Institution of Russian Academy of Sciences, Image Processing Systems Institute of RAS, Russia, 443001, Samara, Molodogvardeyskaya Street 151; E-mail: ko@smr.ru; Phones: +7 (846) 332-56-22, Fax: +7 (846) 332-56-20