Настольный рентгеновский лазер стал реальностью

 


Создание компактных рентгеновских лазеров давно стоит на повестке дня исследовательских коллективов. Монохроматические источники электромагнитного излучения с малой длиной волны крайне необходимы для получения изображений высокого разрешения в медицине, биологии, микроэлектронике, нанотехнологических исследованиях и т.д.

Рентгеновский лазер способен, в частности, улучшить разрешение рентгеновских изображений в тысячи раз за счет использования не протяженного, а точечного источника излучения. Это позволит повысить разрешение снимков и сделает возможным, к примеру, диагностику онкологических заболеваний на самых ранних их стадиях, сообщает PhysicsWeb.

Однако задача создания источника когерентного монохроматического рентгеновского излучения долгое время представлялась трудно разрешимой. Так, в создававшихся в рамках программы СОИ боевых рентгеновских лазерах предполагалось использовать для накачки энергию ядерного взрыва, а размеры установок были сравнимы с футбольным полем. Теперь задача создания компактного источника монохроматического рентгеновского излучения, по всей видимости, решена.

Исследовательская группа под руководством профессора физики Генри Кептейн (Henry Kapteyn) и Маргарет Мернейн (Margaret Murnane) с помощью описанной ранее методики получения рентгеновского лазерного излучения создала действующий лазер. В основе методики – использование аргона в качестве активной среды и обеспечение фазовой корреляции оптического и рентгеновского излучения с помощью вспомогательного фемтосекундного лазера. Ранее аналогичные принципы позволили ученым создать лазеры, работающие в ультрафиолетовом диапазоне длин волн.

Для генерирования рентгеновского лазерного излучения ученые использовали методику генерации высоких гармоник (High Harmonic Generation, HHG) при ионизации инертного газа аргон с помощью мощного фемтосекундного лазера, работающего на меньшей частоте. При рекомбинации ионов аргона возникает слабое лазерное рентгеновское излучение.

Повысить изначально низкую эффективность, обусловленную неодинаковой скоростью распространения рентгеновского и оптического излучения в среде с нелинейными характеристиками, удалось за счет обеспечения строгой фазовой корреляции в активной области лазера.

Источник: CNews.ru