Соединение рефракционной линзы (CRL) представляет собой серию отдельных линз , расположенных в виде линейного массива для достижения фокусировки рентгеновского излучения в диапазоне энергий 5-40 кэВ. [1] [2] [3] [4] [5] Они являются альтернативой зеркалу KB .
Для всех материалов реальная часть показателя преломления рентгеновских лучей близка к 1, следовательно, одна обычная линза для рентгеновских лучей имеет чрезвычайно большое фокусное расстояние (для объективов практических размеров). Кроме того, рентгеновские лучи ослабляются по мере прохождения через материал, поэтому обычные линзы для рентгеновских лучей долгое время считались непрактичными. У CRL достаточно короткое фокусное расстояние, порядка метра, за счет последовательного использования множества линз, что снижает кривизну каждой линзы до практического уровня. Однако поглощение в линзе по-прежнему является проблемой, и линзы обычно изготавливаются из материалов с низким атомным числом, таких как алюминий , бериллий или литий .
CRL были впервые продемонстрированы в середине 1990-х годов группой ученых ESRF . Они просверлили отверстия в алюминиевом блоке и достигли двухмерной фокусировки. Для рентгеновских лучей вогнутая линза фокусирует рентгеновские лучи, потому что показатель преломления немного ниже единицы. В CRL этого типа стенки между цилиндрическими отверстиями действуют как вогнутые линзы для рентгеновских лучей, проходящих перпендикулярно оси просверленных цилиндров. Напротив, для видимого света показатель преломления больше единицы, и фокусировка выполняется с помощью выпуклой линзы.
Ученые, связанные с синхротроном ESRF, сделали большую часть последующего развития CRL, особенно параболических CRL, впервые созданных группой Аахена под руководством Ленгелера. Их фирменный материал - бериллий: группа в Advanced Photon Source APS продемонстрировала те же линзы в литии. Эти линзы имеют прямой двойник в видимом свете.
Пилообразная линза - это уникальная оптическая схема, предложенная и продемонстрированная Седерстромом. [6] Он аппроксимирует параболическую линзу так же, как числовые вычисления на сетке аппроксимируют плавную линию с рядом призм, каждая из которых отклоняет рентгеновские лучи на небольшой угол. Линзы этого типа изготовлены из кремния, пластика и лития. Чтобы решить проблему с поглощением в линзе, каждую призму в пилообразной линзе можно заменить на столбец меньших призм, тем самым устраняя фазовые сдвиги 2π, которые не влияют на преломление, но добавляют поглощение. [7] Эта схема аналогична аппроксимации обычной параболической линзы зонной пластиной . Относительно простое изготовление преломляющих линз с зубцами пилы и линз с призматической решеткой делает их пригодными для использования вне исследовательских целей, и обе были предложены для применения в медицинской рентгеновской визуализации . [8] [9]
Рекомендации
- ^ Снигирев, А; Кон, В; Снигирева, я; Суворов А; Ленгелер, Б. (1998). «Фокусировка высокоэнергетических рентгеновских лучей с помощью составных преломляющих линз». Прикладная оптика . 37 (4): 653–662. Bibcode : 1998ApOpt..37..653S . DOI : 10,1364 / AO.37.000653 . PMID 18268637 .
- ^ Снигирев А; Filseth, B; Elleaume, P; Klocke, Th; Кон, В; Ленгелер, Б; Снигирева, я; Суворов А; Тюммлер, Дж. (1997). «Преломляющие линзы для фокусировки высокоэнергетического рентгеновского излучения». Proc. ШПИОН . 3151 : 164–170. Bibcode : 1997SPIE.3151..164S . DOI : 10.1117 / 12.294496 .
- ^ Смитер, РК; Хунсары AM; Сюй, С. (1997). «Возможности бериллиевой рентгеновской линзы» . Proc. ШПИОН . 3151 : 150–163. Bibcode : 1997SPIE.3151..150S . DOI : 10.1117 / 12.294474 .
- ^ Young, K .; Хунсары, А .; Jansen, A .; Dufresne, E .; Нэш, П. (2007). «Изготовление и характеристики линзы рентгеновского излучения лития». Материалы конференции AIP . 879 : 989–993. Bibcode : 2007AIPC..879..989Y . DOI : 10.1063 / 1.2436228 .
- ^ Арндт Ласт. «Составная рефракционная рентгеновская оптика» . Проверено 12 июня 2018 .
- ^ Седерстрём, Бьёрн; Кан, Роберт; Даниэльссон, Матс; Лундквист, Матс; Нигрен, Дэвид (2000). «Фокусировка жесткого рентгена с помощью старых пластинок» . Природа . 404 (6781): 951. Bibcode : 2000Natur.404..951C . DOI : 10.1038 / 35010190 . PMID 10801113 .
- ^ Седерстрём, Бьёрн; Реббинг, Каролина; Лундквист, Матс (2005). «Универсальные линзы с призматической решеткой для жесткого рентгеновского излучения». Журнал синхротронного излучения . 12 (Pt 3): 340–344. DOI : 10.1107 / S0909049504034181 . PMID 15840919 .
- ^ Фреденберг, Эрик; Седерстрём, Бьёрн; Ослунд, Магнус; Ниллий, Питер; Даниэльссон, Матс (27 января 2009 г.). «Эффективный преобъектный коллиматор на основе рентгеновской линзы». Медицинская физика . 36 (2): 626–633. Bibcode : 2009MedPh..36..626F . DOI : 10.1118 / 1.3062926 . PMID 19292003 .
- ^ Фреденберг, Эрик; Седерстрём, Бьёрн; Ниллий, Питер; Реббинг, Каролина; Карлссон, Стаффан; Даниэльссон, Матс (2009). «Энергетический фильтр с низким поглощением рентгеновских лучей для небольших приложений» . Оптика Экспресс . 17 (14): 11388–11398. Bibcode : 2009OExpr..1711388F . DOI : 10,1364 / OE.17.011388 . PMID 19582053 .
Внешние ссылки
- Арндт Ласт. «Преломляющие рентгеновские линзы» . Проверено 21 ноября 2019 .