Теоретически исследованы особенности брэгговской дифракции когерентного синхротронного излучения на атомной решетке монокристалла в геометрии Лауэ при условии, что пучок излучения ограничен щелью относительно большого размера, установленной перед кристаллом. Использован метод численного моделирования и получены зависимости распределения интенсивности для разных толщин кристалла. Показано, что края щели вносят неоднородные искажения интенсивности внутри треугольников Бормана с углом 2θB, где θB – угол Брэгга. В области пересечения треугольников распределение интенсивности аналогично таковому при дифракции на щели в воздухе на определенном (большом) расстоянии. Получена формула соответствия расстояния и толщины кристалла, которая хорошо описывает результаты численных расчетов.
Теоретически исследуются особенности фокусировки рентгеновских лучей с помощью рефракционно-дифракционной линзы, состоящей из двух асимметрично отражающих кристаллов с факторами асимметрии, произведение которых равно единице, и преломляющей линзы с большим фокусным расстоянием. Кристаллы позволяют сократить фокусное расстояние линзы в b2 раз, где b – фактор асимметрии второго кристалла. Выполнено детальное численное моделирование эффекта фокусировки излучения с помощью рефракционно-дифракционной линзы, для которого использовалась универсальная компьютерная программа XRWP, созданная для расчета эффектов когерентной рентгеновской оптики. Получены аналитические формулы для оптимальных значений апертуры и радиуса кривизны линзы, а также для ширины спектра излучения, который может быть сфокусирован.
Предложен новый метод экспериментального определения размера пучка синхротронного излучения в фокусе планарных составных преломляющих линз. Метод состоит в измерении угловой расходимости излучения после фокуса с помощью брэгговской дифракции в совершенном кристалле при его вращении. Данный метод определяет размер пучка, зависящий только от фокусирующих свойств используемых линз, в отличие от других используемых в настоящее время методов. Экспериментально продемонстрирована эффективность предлагаемого подхода на примере нанофокусирующих планарных линз из кремния.
Детально описана новая схема для численного решения уравнений Такаги–Топена, позволяющих моделировать эффект дифракции синхротронного излучения в кристаллах произвольной структуры. Новая схема удобна для расчетов в кристаллах произвольной формы. Прямоугольная система координат и алгоритм вычисления производных на половине шага доказали свою эффективность и используются, но рекуррентные формулы этого алгоритма модифицированы в сторону упрощения. Граничные условия никак не связаны с границами кристалла. Разработана компьютерная программа и рассмотрены два примера для случаев дифракции в геометриях Лауэ и Брэгга, для которых известны аналитические решения. Результаты расчетов полностью совпадают с этими решениями.
Представлены результаты экспериментального исследования на источнике “КИСИ-Курчатов” новой схемы фазово-контрастной визуализации микрообъектов с использованием нанофокусирующей составной преломляющей линзы. Продемонстрирована визуализация с субмикронным пространственным разрешением френелевской зонной пластинки с шириной крайних зон менее 0.5 мкм. Установлено, что основной вклад в инструментальную функцию, ухудшающую пространственное разрешение, в проведенных экспериментах вносят вибрации элементов оптической схемы. Показана возможность использования предложенной схемы для оценки поперечного размера пучка в фокусе составной преломляющей линзы с учетом инструментальной функции.
Индексирование
Scopus
Crossref
Высшая аттестационная комиссия
При Министерстве образования и науки Российской Федерации