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2022-03-14 23:15 |
科學(xué)家為X射線開(kāi)發(fā)了一種突破性的消色差透鏡
Paul Scherrer研究所的科學(xué)家們?yōu)閄射線開(kāi)發(fā)了一種突破性的消色差透鏡。這使得X射線束可以準(zhǔn)確地聚焦在一個(gè)點(diǎn)上，即使它們有不同的波長(zhǎng)。根據(jù)研究人員剛剛在科學(xué)雜志《自然▪通訊》上發(fā)表的一篇論文，這種新透鏡將使利用X射線研究納米結(jié)構(gòu)變得更加容易。 Fg` P@hC
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消色差透鏡對(duì)于在攝影和光學(xué)顯微鏡中產(chǎn)生清晰的圖像至關(guān)重要。它們確保不同顏色，即不同波長(zhǎng)的光，有一個(gè)共同的焦點(diǎn)。然而，迄今為止，消色差鏡頭還沒(méi)有用于X射線，因此高分辨率的X射線顯微鏡只能用單色的X射線來(lái)實(shí)現(xiàn)。在實(shí)踐中，這意味著所有其他波長(zhǎng)的X射線光束光譜必須被過(guò)濾掉，因此只有一小部分光線可以有效利用，導(dǎo)致圖像捕捉過(guò)程相對(duì)低效。 ~N
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目前，PSI的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)通過(guò)成功開(kāi)發(fā)一個(gè)用于X射線的消色差X射線透鏡解決了這個(gè)問(wèn)題。由于X射線可以顯示比可見(jiàn)光小得多的結(jié)構(gòu)，這種創(chuàng)新透鏡將特別有利于微芯片、電池和材料科學(xué)等部門的研發(fā)工作。 J,N='~kfh
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直到現(xiàn)在才開(kāi)發(fā)出用于X射線的消色差透鏡這一事實(shí)，乍一看似乎令人驚訝：對(duì)于可見(jiàn)光，消色差透鏡已經(jīng)存在了200多年。這些鏡片通常由兩種不同的材料組成。光線穿透第一種材料并分裂成其光譜顏色，就像通過(guò)傳統(tǒng)的玻璃棱鏡一樣。然后，它通過(guò)第二種材料來(lái)扭轉(zhuǎn)這種效果。在物理學(xué)中，分離不同波長(zhǎng)的過(guò)程被稱為"色散"。 MnToL@
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然而，適用于可見(jiàn)光范圍的這一基本原則在X射線范圍內(nèi)并不適用。對(duì)于X射線來(lái)說(shuō)，不存在一對(duì)材料的光學(xué)特性在廣泛的波長(zhǎng)范圍內(nèi)有足夠的差異，以使一種材料抵消另一種材料的影響。換句話說(shuō)材料在X射線范圍內(nèi)的色散太相似了。 K]c|v
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因此，科學(xué)家們沒(méi)有在兩種材料的組合中尋找答案，而是將兩種不同的光學(xué)原理聯(lián)系起來(lái)，訣竅是可以在衍射透鏡前放置第二個(gè)折射透鏡。 $D;/b+a
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