Äskettäin Zhang Junyongin tiimi Joint Laboratory of High Power Laser Physicsissä, Shanghain optiikka- ja tarkkuuskoneiden instituutissa (SIPM), Kiinan tiedeakatemia (CAS) yhdessä professori Yongpong Zhaon ryhmän kanssa Harbin Institute of Technologyssa (HIT), on saavuttanut ensimmäisen edistyksen EUV:n ja pehmeän röntgensäteeseen fokusoitujen optisten kenttien ryhmäohjauksessa ja muotoilussa, mikä on ratkaissut diffraktiivisen kuvantamisen ja interferometrisen havaitsemisen komponenttien rajoitusongelman äärimmäisillä ultravioletti- (UV) ja röntgensäteilyn aallonpituuskaistoilla. Tulokset julkaistiin Scientific Reportsissa nimellä "Free light-shape fokusointi äärimmäisessä ultraviolettisäteilyssä itsekehittyvillä fotoniseuloilla".
Siitä lähtien, kun Roentgen löysi röntgensäteet, korkean koherenssin lyhytaaltovalolähteet ja tehokkaat lyhytaaltotarkennuselementit ovat olleet kaksi pullonkaulaa, jotka rajoittavat röntgentieteen kehitystä. Synkrotronisäteily ja vapaiden elektronien laserit esimerkiksi keskittyvät pehmeisiin ja koviin röntgenkaistoihin, kun taas purkausplasmalaserit peittävät äärimmäisen ultraviolettisäteilyn ja osan pehmeästä röntgenkaistasta. Koska korkean koherenssin lyhytaaltoisten valonlähteiden ongelma on helpottunut, tarvitaan kiireellisemmin tarkennusmodulaatiolaitteita EUV- ja röntgensäteitä varten. Siinä missä materiaalit osoittavat voimakasta absorptiota EUV- ja pehmeillä röntgenkaistoilla ja voimakasta tunkeutumista kovalla röntgenkaistalla, Fresnel-aaltokaistalevyt ovat ainoat tällä hetkellä saatavilla olevat lähetyksen fokusointielementit. Shanghai Institute of Optical Machinery (SIOM) on Kiinan aikaisempi yksikkö, joka osallistui röntgenlaitteiden suunnitteluun ja käyttöön erityisesti perinteisen nauhalevyn ja fotoniseulan pohjalta. SIOM oli ensimmäinen, joka ehdotti ja kehitti erilaisia monifokaalisia fotoniseuloja, joissa on erilaisia optisia toimintoja, kuten Grecian tikkaat fotoniseula ja Fermat helix -fotoniseula jne., jotka pystyvät täyttämään lyhytaaltodiffraktiokuvauksen ja häiriöntunnistuksen tekniset tarpeet.
Verrattuna aaltokaistaleikkeisiin, joissa on rajoitettu määrä renkaita, miljoonat ja miljardit pienet aukot tarjoavat lähes rajattoman suunnitteluvapauden toiminnallisten fotoniseulojen syntymiselle, ja yhteinen tiimi käytti optimointialgoritmeja suunnitellakseen itsestään kehittyvän fotoniseulan, jolla saavutetaan fokusoitu optinen seula. kenttäjoukkomodulaatio ja muotoilu EUV-kaistalla. Kokeessa optimoimme 46,9 nm:n laserin purkausplasmalaserista 69,8 nm, 46,9 nm ja 13,5 nm säteilyttämään fotoniseulaa, tallensimme fokusoidun valokentän fotoresistillä ja luimme tiedot atomivoimamikroskoopista ja saimme onnistuneesti. useita strukturoituja täpliä 100 nm:n tarkennuksella ja tulokset vastasivat teoreettisesti laskettua tarkennusta diffraktiorajassa. EUV- ja röntgenmatriisten modulaation ja muotoilun toteuttaminen tarjoaa mahdollisuuden lyhytaallon strukturoituun litografiaan. ja vesiikkunasegmentit in vivo biologiseen solukuvaukseen, laserplasman interferometriseen diagnostiikkaan, röntgenmikroskooppiin ja koherenttidiffraktiokuvaukseen jne. EUV- ja röntgenmatriisimodulaation ja -muotoilun toteuttaminen laajentaa uutta kehitystilaa.
Tätä työtä tuki Kiinan kansallinen luonnontieteellinen säätiö, Shanghai Young Scientists Yangfan -ohjelma ja Kiinan tiedeakatemian A-luokan strateginen pilottiprojekti.
Kuva 1 Äärimmäisen ultraviolettivalon (EUV) rakenteellinen tarkennus, (a) polttopisteen AFM-kartta, (bc) valon intensiteetti ja simuloidun polttopisteen vaihe
Kuva 2 Monikerroksinen piste äärimmäiselle ultraviolettivalolle
