使用多层Laue镜头聚焦X射线自由电子激光脉冲
Optics express
|July 30, 2025
概括
高强度X射线自由电子激光 (XFEL) 脉冲使用新的多层Laue镜头聚焦. 这些耐用的Mo2C/SiC镜头实现了超高的强度,证明了适合持续的XFEL实验.
科学领域:
- 光学和光子学 在光学和光子学.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 粒子加速器中的粒子加速器
背景情况:
- 在X射线自由电子激光器 (XFEL) 设施中实现高X射线强度需要精确聚焦X射线束.
- 多层Laue镜头为硬X射线聚焦提供高数值光圈,但对于高能脉冲需要坚固的材料.
- 之前的镜头设计面临的局限性是由于光圈小,易受高强度和热负荷的影响.
研究的目的:
- 为了证明XFEL脉冲的有效聚焦,使用由Mo2C和SiC制成的多层Laue镜头.
- 为了评估这些镜片在高强度XFEL辐射下的性能和耐用性.
- 建立一种使用XFEL脉冲进行镜头表征和对齐的方法.
主要方法:
- 制造多层Laue透镜,使用碳化 (Mo2C) 和碳化 (SiC) 层.
- 使用制造的镜头对XFEL脉冲的聚焦.
- 透镜对齐和特征通过ptychographicX射线斑点跟踪与减弱的XFEL脉冲.
- 分析焦平面强度分布使用围绕的能量图.
主要成果:
- 使用Mo2C/SiC多层Laue镜头证明了XFEL脉冲的聚焦.
- 在16.9 keV时达到1.8 × 10^20 W/cm^2的峰值强度.
- 图解X射线斑点跟踪使得透镜精确的对齐,表征和高分辨率成像.
- 在长时间暴露于未减弱的XFEL脉冲后,没有检测到可测量的波面偏差.
结论:
- 2C/SiC多层Laue镜头的效率高,并且具有近光加热,因此非常适合XFEL应用.
- 开发的图形追踪方法对于镜头的表征和现场对齐是有效的.
- 经过证明的耐用性确保了镜头适合在XFEL设施中持续运行.
