เมื่อเร็วๆ นี้ ทีมงานของ Zhang Junyong ที่ Joint Laboratory of High Power Laser Physics, Shanghai Institute of Optics and Precision Machinery (SIPM), Chinese Academy of Sciences (CAS) ร่วมกับกลุ่มของ Prof. Yongpong Zhao ที่ Harbin Institute of Technology (HIT) มีความก้าวหน้าครั้งแรกในการควบคุมอาเรย์และการสร้างรูปร่างของ EUV และสนามแสงที่เน้นเอ็กซ์เรย์แบบอ่อน ซึ่งได้แก้ไขปัญหาข้อจำกัดของส่วนประกอบสำหรับการถ่ายภาพแบบเลี้ยวเบนและการตรวจจับแบบอินเทอร์เฟอโรเมตริกในแถบความยาวคลื่นอัลตราไวโอเลต (UV) และเอ็กซ์เรย์ที่รุนแรง ผลลัพธ์ถูกตีพิมพ์เป็น "รูปร่างแสงอิสระที่เน้นในรังสีอัลตราไวโอเลตสุดขีดพร้อมตะแกรงโฟตอนที่วิวัฒนาการในตัวเอง" ในรายงานทางวิทยาศาสตร์
นับตั้งแต่การค้นพบรังสีเอกซ์โดย Roentgen แหล่งกำเนิดแสงคลื่นสั้นที่มีความสอดคล้องกันสูงและองค์ประกอบการโฟกัสคลื่นสั้นประสิทธิภาพสูง กลายเป็นอุปสรรคสองประการที่จำกัดการพัฒนาวิทยาศาสตร์ด้านรังสีเอกซ์ ตัวอย่างเช่น การแผ่รังสีซินโครตรอนและเลเซอร์อิเล็กตรอนอิสระมุ่งเน้นไปที่แถบรังสีเอกซ์แบบอ่อนและแบบแข็ง ในขณะที่เลเซอร์พลาสมาแบบดิสชาร์จจะครอบคลุมรังสีอัลตราไวโอเลตที่รุนแรงและเป็นส่วนหนึ่งของแถบรังสีเอกซ์แบบอ่อน เนื่องจากปัญหาแหล่งกำเนิดแสงคลื่นสั้นที่มีความสอดคล้องกันสูงบรรเทาลง จึงมีความจำเป็นเร่งด่วนมากขึ้นสำหรับอุปกรณ์มอดูเลตโฟกัสสำหรับ EUV และรังสีเอกซ์ ในขณะที่วัสดุแสดงการดูดซับที่แข็งแกร่งใน EUV และแถบเอ็กซเรย์แบบอ่อน และการทะลุผ่านที่แข็งแกร่งในแถบเอ็กซเรย์แบบแข็ง แผ่นคลื่นความถี่เฟรสเป็นองค์ประกอบโฟกัสการส่งสัญญาณเพียงชนิดเดียวที่มีอยู่ในปัจจุบัน Shanghai Institute of Optical Machinery (SIOM) เป็นหน่วยงานแรกๆ ของจีนที่มีส่วนร่วมในการออกแบบและการใช้งานอุปกรณ์เอ็กซเรย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งบนพื้นฐานของแผ่นริบบิ้นและตะแกรงโฟตอนแบบดั้งเดิม SIOM เป็นหน่วยงานแรกที่เสนอและพัฒนาอุปกรณ์เอ็กซ์เรย์ที่หลากหลาย ของตะแกรงโฟตอนแบบหลายโฟกัสที่มีฟังก์ชันออพติคอลที่แตกต่างกัน เช่น ตะแกรงโฟตอนแบบบันได Grecian และตะแกรงโฟตอน Fermat helix เป็นต้น ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการทางเทคนิคของการถ่ายภาพการเลี้ยวเบนคลื่นสั้นและการตรวจจับสัญญาณรบกวน
เมื่อเปรียบเทียบกับชิ้นคลื่นความถี่ที่มีวงแหวนจำนวนจำกัด รูรับแสงขนาดเล็กหลายล้านพันล้านช่องให้อิสระในการออกแบบที่เกือบจะไร้ขีดจำกัดสำหรับการเกิดขึ้นของตะแกรงโฟตอนที่ใช้งานได้ และทีมงานร่วมใช้อัลกอริธึมการปรับให้เหมาะสมเพื่อออกแบบตะแกรงโฟตอนที่พัฒนาตัวเอง ซึ่งบรรลุผลการโฟกัสแบบออปติคัล การปรับอาเรย์ฟิลด์และการสร้างรูปร่างในย่านความถี่ EUV ในการทดลอง เราได้ปรับเลเซอร์ 46.9 นาโนเมตรจากพลาสมาเลเซอร์ปล่อย 69.8 นาโนเมตร 46.9 นาโนเมตร และ 13.5 นาโนเมตรเพื่อฉายรังสีตะแกรงโฟตอน บันทึกสนามแสงที่โฟกัสด้วยโฟโตรีซิสต์ และอ่านข้อมูลจากกล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม และได้รับความสำเร็จ จุดที่มีโครงสร้างหลายชุดพร้อมการโฟกัส 100 นาโนเมตร และผลลัพธ์สอดคล้องกับการโฟกัสที่คำนวณตามทฤษฎีในขีดจำกัดการเลี้ยวเบน การปรับใช้และการปรับรูปร่างของ EUV และอาร์เรย์เอ็กซ์เรย์ทำให้เกิดโอกาสในการพิมพ์หินที่มีโครงสร้างของคลื่นสั้น และส่วนของหน้าต่างน้ำสำหรับการถ่ายภาพเซลล์ทางชีววิทยา ในร่างกาย การวินิจฉัยแบบอินเทอร์เฟอโรเมตริกของเลเซอร์พลาสมา กล้องจุลทรรศน์เอ็กซ์เรย์ และการถ่ายภาพการเลี้ยวเบนที่สอดคล้องกัน ฯลฯ การทำให้เกิดการปรับ EUV และอาร์เรย์เอ็กซ์เรย์และการสร้างรูปร่างช่วยขยายพื้นที่การพัฒนาใหม่
งานนี้ได้รับการสนับสนุนจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์ธรรมชาติแห่งชาติของจีน โครงการ Yangfan นักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์แห่งเซี่ยงไฮ้ และโครงการนำร่องเชิงกลยุทธ์ระดับ A ของ Chinese Academy of Sciences
รูปที่ 1 การโฟกัสเชิงโครงสร้างของแสงอัลตราไวโอเลตขั้นรุนแรง (EUV) (ก) แผนที่ AFM ของจุดโฟกัส (bc) ความเข้มของแสงและเฟสของจุดโฟกัสจำลอง
รูปที่ 2 จุดอาร์เรย์หลายชั้นสำหรับแสงอัลตราไวโอเลตที่รุนแรง
