Фокус на будущее: киноформные линзы меняют правила игры

Сотрудники лаборатории 3D-печати функциональных микроструктур МФТИ предложили революционную идею для улучшения рентгеновской оптики, используемой в синхротронных исследованиях.

Их работа опубликована в престижном журнале Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B.

Для работы с рентгеновскими лучами на синхротронах мы используем разные виды оптики: кристаллы-монохроматоры, зеркала, линзы и многое другое, — рассказывает Алексей Витухновский, руководитель лаборатории.

Раньше считалось, что преломляющая оптика для рентгеновских лучей неэффективна, потому что лучи почти не преломляются в веществе. Но мы нашли способ это изменить.

Ученые предложили использовать не одну, а множество линз (50 и больше), чтобы уменьшить фокусное расстояние. При этом линзы должны быть сделаны из легких материалов, чтобы меньше поглощать излучение. Такие линзы уже успешно применялись на синхротроне КИСИ для создания микро- и нанопучков, а также в рентгеновских микроскопах.

Но главная «фишка» — это киноформные линзы. Они работают с когерентным (согласованным) пучком света, что позволяет убрать лишний материал и снизить потери энергии. Чтобы создать такие линзы, нужна сложная 3D-печать с наноразмерной точностью. И здесь на помощь приходит уникальная технология двухфотонной 3D-нанопечати, разработанная в МФТИ.

Результаты впечатляют: ученые создали линзу, которая фокусирует рентгеновские лучи с энергией 12 кэВ на расстоянии 1 метр. Диаметр линзы — всего 200 микрон, а пятно фокуса — около 1 микрона! Для этого использовали два материала: сплав Розе и серебро.

Исследования поддержаны федеральной программой развития синхротронных технологий, которая продлится до 2027 года. Это часть большого национального проекта «Наука и университеты».

Ранее ученые нашли решение для микросхемной оптики.

Иллюстрация: нейросеть.

04.02.2025