Недавно је тим Зханг Јунионга у Заједничкој лабораторији за ласерску физику велике снаге, Шангајског института за оптику и прецизне машине (СИПМ), Кинеске академије наука (ЦАС), заједно са групом проф. Ионгпонг Зхаоа на Харбинском институту за технологију (ХИТ), је направио први напредак у контроли низа и обликовању УВВ и оптичких поља фокусираних на меке рендгенске зраке, што је решило проблем ограничења компоненти за дифракцијско снимање и интерферометријски сенсинг у екстремним ултраљубичастим (УВ) и рендгенским таласним дужинама. Резултати су објављени као „Фокусирање слободног облика светлости у екстремном ултраљубичастом зрачењу са самоеволуционим фотонским ситом“ у Сциентифиц Репортс.
Од открића рендгенских зрака од стране Рентгена, висококохерентни краткоталасни извори светлости и високо-перформансни краткоталасни фокусирајући елементи били су два уска грла која ограничавају развој науке о рендгенским зрацима. Синхротронско зрачење и ласери са слободним електронима, на пример, фокусирају се на меке и тврде рендгенске траке, док плазма ласери са пражњењем покривају екстремно ултраљубичасто и део меког рендгенског појаса. Како је проблем висококохерентних краткоталасних извора светлости ублажен, постоји хитнија потреба за уређајима за модулацију фокуса за ЕУВ и рендгенске зраке. Док материјали показују снажну апсорпцију у ЕУВ и меким рендгенским опсезима и јаку пенетрацију у тврдом рендгенском опсегу, Фреснел таласне траке су једини елементи за фокусирање трансмисије који су тренутно доступни. Шангајски институт оптичких машина (СИОМ) је ранија јединица у Кини која се бавила дизајном и применом рендгенских уређаја, посебно на основу традиционалног тракастог листа и фотонског сита, СИОМ је био први који је предложио и развио различите мултифокалних фотонских сита са различитим оптичким функцијама, као што су фотонско сито грчке лествице и фотонско сито Фермат хеликс, итд., који су у стању да задовоље техничке потребе краткоталасне дифракције и детекције интерференције.
У поређењу са резовима таласног опсега са ограниченим бројем прстенова, милиони и милијарде малих отвора обезбеђују скоро неограничену слободу дизајна за појаву функционалних фотонских сита, а заједнички тим је користио алгоритме за оптимизацију да дизајнира фотонско сито које се самостално развија, чиме се постиже фокусирана оптичка модулација поља поља и обликовање у ЕУВ опсегу. У експерименту смо оптимизовали ласер од 46,9 нм из плазма ласера са пражњењем 69, 8 нм, 46, 9 нм и 13, 5 нм да озрачи фотонско сито, снимили фокусирано светлосно поље фоторезистом и прочитали податке са микроскопа атомске силе и успешно добили неколико сетова структурираних тачака са фокусом од 100нм, а резултати су усклађени са теоријски израчунатим фокусирањем у граници дифракције. Реализација модулације и обликовања ЕУВ и рендгенских низова пружа могућност структурисане литографије кратких таласа. и сегменти воденог прозора за ин виво биолошко снимање ћелија, интерферометријску дијагностику ласерске плазме, рендгенску микроскопију и кохерентну дифракцијску слику, итд. Реализација модулације и обликовања поља ЕУВ и рендгенских зрака проширује нови развојни простор.
Овај рад су подржали Кинеска Национална фондација за природне науке, Шангајски програм младих научника Иангфан и Стратешки пилот пројекат класе А Кинеске академије наука.
Слика 1 Структурно фокусирање екстремне ултраљубичасте (ЕУВ) светлости, (а) АФМ мапа фокалне тачке, (бц) интензитет светлости и фаза симулиране жаришне тачке
Слика 2 Вишеслојно постављено место за екстремно ултраљубичасто светло
