Baru-baru ini, tim Zhang Junyong di Laboratorium Gabungan Fisika Laser Daya Tinggi, Institut Optik dan Mesin Presisi Shanghai (SIPM), Akademi Ilmu Pengetahuan China (CAS), bersama dengan kelompok Prof. Yongpong Zhao di Institut Teknologi Harbin (HIT), telah membuat kemajuan pertama dalam kontrol susunan dan pembentukan bidang optik terfokus EUV dan sinar-x lembut, yang telah memecahkan masalah batasan komponen untuk pencitraan difraksi dan penginderaan interferometri dalam pita panjang gelombang ultraviolet (UV) dan sinar-x yang ekstrim. Hasilnya dipublikasikan sebagai "Pemfokusan bentuk cahaya bebas dalam radiasi ultraviolet ekstrim dengan saringan foton evolusioner" di Laporan Ilmiah.
Sejak penemuan sinar-x oleh Roentgen, sumber cahaya gelombang pendek koherensi tinggi dan elemen pemfokusan gelombang pendek berkinerja tinggi telah menjadi dua hambatan yang membatasi perkembangan ilmu sinar-x. Radiasi sinkrotron dan laser elektron bebas, misalnya, fokus pada pita sinar-X lunak dan keras, sedangkan laser plasma pelepasan menutupi sinar ultraviolet ekstrem dan sebagian pita sinar-X lembut. Seiring dengan teratasinya masalah sumber cahaya gelombang pendek koherensi tinggi, terdapat kebutuhan yang lebih mendesak akan perangkat modulasi fokus untuk EUV dan sinar-X. Meskipun material menunjukkan serapan yang kuat pada pita EUV dan sinar-X lembut serta penetrasi yang kuat pada pita sinar-X keras, lembaran pita gelombang Fresnel adalah satu-satunya elemen pemfokusan transmisi yang tersedia saat ini. Institut Mesin Optik Shanghai (SIOM) adalah unit pertama di Tiongkok yang terlibat dalam desain dan penerapan perangkat sinar-X, terutama berdasarkan lembaran pita tradisional dan saringan foton, SIOM adalah yang pertama mengusulkan dan mengembangkan berbagai saringan foton multifokal dengan fungsi optik berbeda, seperti saringan foton tangga Yunani dan saringan foton heliks Fermat, dll., yang mampu memenuhi kebutuhan teknis pencitraan difraksi gelombang pendek dan penginderaan interferensi.
Dibandingkan dengan irisan pita gelombang dengan jumlah cincin terbatas, jutaan dan miliaran lubang kecil memberikan kebebasan desain yang hampir tak terbatas untuk munculnya saringan foton fungsional, dan tim gabungan menggunakan algoritme pengoptimalan untuk merancang saringan foton yang berevolusi sendiri, yang mencapai fokus optik. modulasi dan pembentukan array bidang dalam pita EUV. Dalam percobaan, kami mengoptimalkan laser 46,9nm dari laser plasma pelepasan 69,8nm, 46,9nm, dan 13,5nm untuk menyinari saringan foton, merekam bidang cahaya terfokus dengan photoresist, dan membaca data dari mikroskop gaya atom, dan berhasil memperoleh beberapa set titik terstruktur dengan pemfokusan 100nm, dan hasilnya sesuai dengan pemfokusan yang dihitung secara teoritis dalam batas difraksi. Realisasi modulasi dan pembentukan susunan EUV dan sinar-x memberikan peluang untuk litografi terstruktur gelombang pendek. dan segmen jendela air untuk pencitraan sel biologis in vivo, diagnostik interferometri plasma laser, mikroskop sinar-x dan pencitraan difraksi koheren, dll. Realisasi modulasi dan pembentukan susunan EUV dan sinar-x memperluas ruang pengembangan baru.
Pekerjaan ini didukung oleh Yayasan Ilmu Pengetahuan Alam Nasional Tiongkok, Program Ilmuwan Muda Shanghai Yangfan, dan Proyek Percontohan Strategis Kelas A dari Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok.
Gambar 1 Pemfokusan struktural cahaya ultraviolet ekstrim (EUV), (a) peta titik fokus AFM, (bc) intensitas cahaya dan fase titik fokus simulasi
Gambar 2 Tempat berlapis-lapis untuk sinar ultraviolet ekstrim
