Nedavno je tim Zhanga Junyonga u Zajedničkom laboratoriju za fiziku lasera velike snage, Šangajski institut za optiku i precizne strojeve (SIPM), Kineska akademija znanosti (CAS), zajedno s grupom prof. Yongponga Zhaoa na Harbin Institute of Technology (HIT), napravio je prvi napredak u kontroli niza i oblikovanju EUV i mekih rendgenskih fokusiranih optičkih polja, što je riješilo problem ograničenja komponenata za difrakcijsko snimanje i interferometrijsko očitavanje u ekstremnim ultraljubičastim (UV) i rendgenskim pojasima valnih duljina. Rezultati su objavljeni kao "Fokusiranje slobodnog oblika svjetlosti u ekstremnom ultraljubičastom zračenju sa samoevolucijskim fotonskim sitima" u Scientific Reports.
Otkako je Roentgen otkrio rendgenske zrake, izvori kratkovalnog svjetla visoke koherencije i elementi za fokusiranje kratkih vala visoke učinkovitosti dva su uska grla koja ograničavaju razvoj znanosti o rendgenskim zrakama. Sinkrotronsko zračenje i laseri sa slobodnim elektronima, na primjer, fokusiraju se na meke i tvrde rendgenske trake, dok plazma laseri s pražnjenjem pokrivaju ekstremno ultraljubičasto i dio meke rendgenske trake. Kako je problem kratkovalnih izvora svjetlosti visoke koherencije ublažen, postoji hitnija potreba za uređajima za modulaciju fokusa za EUV i x-zrake. Dok materijali pokazuju snažnu apsorpciju u trakama EUV i mekih rendgenskih zraka te snažno prodiranje u trakama tvrdih rendgenskih zraka, Fresnel valne trake jedini su trenutačno dostupni elementi za fokusiranje prijenosa. Šangajski institut za optičke strojeve (SIOM) je ranija jedinica u Kini koja se bavi dizajnom i primjenom rendgenskih uređaja, posebno na temelju tradicionalnog lista vrpce i fotonskog sita, SIOM je prvi predložio i razvio različite multifokalnih fotonskih sita s različitim optičkim funkcijama, kao što su grčko ljestvičasto fotonsko sito i Fermatovo spiralno fotonsko sito itd., koja mogu zadovoljiti tehničke potrebe kratkovalnog difrakcijskog snimanja i detekcije interferencije.
U usporedbi s odsječcima valnog pojasa s ograničenim brojem prstenova, milijuni i milijarde malih otvora pružaju gotovo neograničenu slobodu dizajna za pojavu funkcionalnih fotonskih sita, a zajednički tim upotrijebio je optimizacijske algoritme za dizajn samoevoluirajućeg fotonskog sita, čime se postiže fokusirana optička modulacija niza polja i oblikovanje u EUV pojasu. U eksperimentu smo optimizirali 46,9 nm laser iz plazma lasera s pražnjenjem 69,8 nm, 46,9 nm i 13,5 nm za ozračivanje fotonskog sita, snimili fokusirano svjetlosno polje fotorezistom i očitali podatke iz mikroskopa atomske sile, te uspješno dobili nekoliko skupova strukturiranih točaka s fokusiranjem od 100 nm, a rezultati su u skladu s teorijski izračunatim fokusiranjem u granici ogiba. Realizacija modulacije i oblikovanja EUV i rendgenskih nizova pruža mogućnost za strukturiranu litografiju kratkih valova. i segmenti vodenog prozora za in vivo biološko oslikavanje stanica, interferometrijsku dijagnostiku laserske plazme, rendgensku mikroskopiju i koherentno difrakcijsko oslikavanje, itd. Realizacija modulacije i oblikovanja EUV i rendgenskih nizova proširuje novi razvojni prostor.
Ovaj rad poduprli su Nacionalna zaklada za prirodne znanosti Kine, šangajski program mladih znanstvenika Yangfan i strateški pilot-projekt klase A Kineske akademije znanosti.
Slika 1. Strukturalno fokusiranje ekstremnog ultraljubičastog (EUV) svjetla, (a) AFM mapa žarišne točke, (bc) intenzitet svjetlosti i faza simulirane žarišne točke
Slika 2. Višeslojno raspoređeno mjesto za ekstremno ultraljubičasto svjetlo
