瑞士XRNanotech高精度、高性能X射線光柵的簡介

瑞士XRNanotech高精度、高性能X射線光柵

X射線光柵在生命、能源、材料、環境、食品等領域中具有重要應用，由于X射線光柵是非常精密的光學器件，對制作工藝的要求很高，尤其是制作高質量的二維X射線光柵的難度更大，因此，高質量的二維X射線光柵倍受相關科研人員的期待。

XRnanotech在X射線光學研究和開發領域的新創新，突破了可能的界限。依托Paul Scherrer研究所開發的技術，加上優異的工程能力和高水平的質量控制，造就了X射線光學關鍵器件。

通過銥線倍頻技術獲得最大分辨率

憑借線倍頻技術，可以實現精確到5nm的X射線束聚焦，從而成為目前紀錄的保持者。有了如此精確的聚焦，X射線成像的分辨率達到高的水平，使得曾經不可見的東西變得可見，并實現了全新的應用。該方法核心工藝是在反應離子蝕刻剝離基底結構之前，在稀疏模板上涂覆一層銥原子層。

利用閃耀光學方式優化效率

光學器件的光子效率越高，透過的光子就越多，這意味著效率越高的光學器件可以為實現相同的目標節省時間和能量。與理論光子效率極限為40.5%的傳統二元光柵光學相比，僅增加一階的閃耀光柵可以將極限提高到68.4%，而再增加一階的閃耀光柵可達81.1%。

基于電子束光刻的制造工藝，而不是機械刻劃，可以輕松實現多階閃耀光柵的設計加工。在實際加工過程中，XRnatotech已經實現了衍射波帶片的光子效率超過50%，而行業標準是5-10%，大多數比較先進的技術最高也只達到25%。這樣，不僅可以將實驗時間減半，推動科學進步，還可以將在大型X射線源上進行實驗的成本減半。

金剛石光學的輻射穩定性

在過去幾十年中，X射線源的亮度急劇上升，自由電子激光器的亮度達到太陽亮度的1億倍以上。這開辟了重要的研究領域，但也暴露了不少X射線光學器件的關鍵局限性，在如此高的輻射能量下，這些器件容易融化。XRnanotech開發出一種方法，即用最耐熱的天然材料單片金剛石加工光學元件。金剛石光學可以輕松承受FEL X射線束的強度，從而緩解FEL實驗中的這一瓶頸。

目前，XRnanotech已為X射線廣泛應用提供多種光學元件：

Zernicke相襯成像應用：

相關文獻：

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B. R?sner et al. 7 nm spatial resolution in soft x-ray microscopy Microscopy and Microanalysis 24 (2018) p. 270

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