В России создана алмазная микролинза для фокусировки сильного рентгеновского излучения

Российские физики сделали алмазную микролинзу для фокусировки сильного рентгеновского излучения: для ее фабрикации ученые впервые использовали ионно-лучевую литографию. Простая система из трех последовательных линз позволила достичь дифракционного предела при фокусировании, что открывает дорогу к рентгеновской микроскопии с нанометровым разрешением. Работа  опубликована в журнале Optics Express. В последние годы синхротроны находят множество применений в микроскопических исследованиях. Однако, из-за необычного для современной оптики диапазона, встает вопрос о создании оптических элементов для источников рентгеновского излучения. За годы развития этой области составные преломляющие линзы стали одним из основных инструментов для работы с рентгеновским излучением из-за их слабой чувствительности к отклонениям в форме линзы, простоты использования и универсальности. Для создания качественной оптической системы необходимо уметь делать линзы с маленьким радиусом кривизны, который обеспечивает меньшее фокусное расстояние, что позволяет получить большую апертуру и разрешение. 

P. Medvedskaya et al. / Optics Express, 2020

Такая идеальная линза может достичь дифракционного предела, однако создание линзы с маленьким радиусом — инженерно трудная задача.

Группа российских физиков под руководством Анатолия Снигирева из Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта показали, что ионно-лучевая литография может быть использована для создания преломляющих оптических элементов, и продемонстрировали составную систему из алмазных микролинз.

Половинки линзы вытачивались из монокристаллической алмазной пластины толщиной 40 мкм, а радиус кривизны одной параболической поверхности составлял 5 мкм. Для вытачивания микролинзы ученые использовали электронный литограф, который позволял контролировать форму и геометрию линзы в реальном времени. Затем половинки линзы соединялись вместе и формировали систему из трех последовательно соединенных линз.

Фотография с электронного микроскопа полученной микро-линзы: вид сверху (а), вид под углом (b). P. Medvedskaya et al. / Optics Express, 2020