מדידת רנטגן Beam קוהרנטיות לאורך כיוונים מרובים באמצעות 2-D דמקה שלב פומפיה

המטרה הכוללת של הליך זה, היא למדוד את הקוהרנטיות הרוחבית של קרן הרנטגן, בקו אלומת סינכרוטרון, באמצעות אינטרפרומטריית דירוג. היתרון העיקרי של טכניקה זו, הוא שהיא יכולה למדוד את תכונת הקוהרנטיות של קרן רנטגן, במספר כיוונים, בו זמנית, באמצעות שיפועים דו-ממדיים. למרות שהשיטה הודגמה בקו האלומה 1-BM, במקור הפוטון המתקדם, ניתן ליישם אותה על כל קו אלומה של סינכרוטרון.

ייצור סורגים דו-ממדיים הוא קריטי למדידת תנאים קוהרנטיים שונים של קו אלומה. יצירת סורג הפאזה, דורשת תחילה ייצור, של תבנית ציפוי אלקטרוני. נקודת המוצא להדגמה זו, היא חתיכת פרוסת סיליקון מוכנה.

זוהי שכבת הזהב על פני העבודה של הדגימה בגודל 15 מילימטר על 15 מילימטר. בצד הנגדי של הדגימה, יש חלון סיליקון ניטריד בגודל 5 מילימטר על 5 מילימטר. פירוט נוסף של המדגם, נמצא בחתך סכמטי זה.

שכבת סיליקון, שנחרטה, נמצאת בליבת הדגימה. בצד העבודה של הדגימה יש שכבה של סיליקון ניטריד במתח נמוך, המכסה את הסיליקון. על גבי הסיליקון ניטריד, יש שכבה של חמישה ננומטר של כרום, ולאחר מכן שכבה של 30 ננומטר של זהב.

בתחתית, סיליקון ניטריד נחרט כדי ליצור חלון למשטח העבודה. התחל בלקיחת הדגימה לציפוי סיבוב התנגדות, והעמס אותה. הפקדת תמיסת התנגדות PMMA, בצד כרום הזהב של המדגם.

הפעל את ציפוי הסיבוב, ליצירת סרט התנגדות, בעובי הרצוי. בסיום, הסר את הדגימה מציפוי הסיבוב. הניחו אותו על פלטה חמה, המוחזקת בטמפרטורה של 180 מעלות צלזיוס, למשך דקה אחת, כדי להסיר שאריות ממס מהסרט.

לאחר השלמת האפייה, קח את הדגימה למערכת ליתוגרפיה של קרן אלקטרונים של 100 קילו-אלקטרון וולט, וטען אותה לתוך המכשיר. השתמש במערכת הליתוגרפיה כדי לחשוף את ה-PMMA, לדפוס הדירוג. בתבנית של פרוטוקול זה, האזורים האדומים ייחשפו, ויהפכו מסיסים למפתח.

בסיום, אחזר את הדגימה והתכונן לפתח אותה. העבר את הדגימה למכסה אדים. שם, הכינו תמיסה של אלכוהול איזופרופיל, ומים נטולי יונים למפתח, וכוס אלכוהול איזופרופיל לשטיפה.

הכניסו את הדגימה למפתח, והניחו לה לשקוע, לפני שסובבו בעדינות את המיכל, למשך 30 עד 40 שניות, כדי להפיץ את התמיסה. ככל שתהליך הפיתוח מתקדם, דפוס הדירוג על משטח העבודה הופך לגלוי. לאחר שלב הפיתוח, הסר את הדגימה וטבל אותה בכוס של אלכוהול איזופרופיל.

שמור אותו שם למשך 30 שניות, תוך כדי סיבוב עדין של הכוס. הסר את הדגימה וייבש אותה בגז חנקן זורם. כאשר הדגימה מפותחת ומנקה במלואה, המשך לציפוי האלקטרוליטי של סורג הזהב.

זה דורש מערך ציפוי אלקטרוני, עם, ממולאת בתמיסת ציפוי על בסיס זהב גופרתי, המחוממת ל-40 מעלות צלזיוס, אנודת רשת פלטינה בתמיסה ואספקת חשמל זרם ישר. טבלו את הדגימה בתמיסת הזהב הגופרתי, כדי לשמש כקתודה. לאחר מכן הפעל את ספק הכוח DC, הגדר את הזרם המתאים, לציפוי זהב בקצב הציפוי הרצוי.

כאשר מגיעים לעובי הרצוי, עצור את הציפוי ושטוף את הדגימה במים נטולי יונים. מוציאים את הדגימה מהשטיפה ומייבשים אותה עם חנקן זורם. לאחר מכן, הכינו ממס מחומם על פלטה חמה, כדי להסיר את תבנית הפולימר.

טבלו את הדגימה בממס, ותנו לה להישאר שם למשך 15 עד 30 דקות. הסר את הדגימה, והמשך לשטוף אותה באלכוהול איזופרופיל ולייבש אותה. זוהי המדגם, לאחר השלמת השלבים להוספת סורג הפאזה הדו-ממדי של לוח השחמט.

צלם תמונות מיקרוסקופ אלקטרונים סורק, של הדגימה כחלק מבדיקה, כדי לאשר את תקופת הסורג הרצויה, מחזור העבודה ועובי הסורג, הושגו. בתמונה זו, אותו סורג מוטה לאחור ב-35 מעלות, כדי לספק פרספקטיבה נוספת. המשיכו להתכונן למדידות הקוהרנטיות, בתא הניסוי של המתקן.

בהדגמה זו, הקרן תעבור דרך סורג הפאזה, ותיפול על גלאי CCD זה. עדשת האובייקט של הגלאי, נמצאת מאחורי לוח. הגדרה זו, משתמשת במטרה פי 10, המסייעת לפתור את דפוס ההפרעה הקטן ביותר.

לאחר מכן, מקם את מנצנץ הגלאי, למיקוד גס. מקם את נצנוץ הגלאי, במרחק העבודה מהעדשה, כאן כ -5.2 מילימטרים. סגור את כל הפאנלים, לפני שתמשיך לחדר הבקרה.

בחדר הבקרה, התחל להגדיר את המיקוד, על ידי התאמה מרחוק של מיקום עדשת האובייקט. עם תאורת הסביבה בתא, צפו במסכי חדר הבקרה, כדי להתבונן במיקוד. לאחר הגדרת המיקוד, חזור לבקתת הניסוי.

העבר את הגלאי הדו מימדי, לנתיב קרן הרנטגן, המצוין כאן, עם קרן לייזר. מרכז את האלומה, באמצעות שלבי התרגום האנכיים והאופקיים. על מנת לבצע מיקוד עדין, הנח דגימת פאזה בנתיב קרן הרנטגן.

חתיכת קלקר, המונחת על במת הסורג, מספיקה. בחדר הבקרה, התבונן בדפוס פיזור קרני הרנטגן, והתאם את מיקום עדשת האובייקט, עד להשגת חדות התמונה הגבוהה ביותר. עכשיו הגיע הזמן להרכיב את הסורג, למדידות הקוהרנטיות.

זהו סורג הפאזה הדו-ממדי של לוח השחמט, ברגע שהוא מותקן בערימת הסורג stage. העבר את סורג הפאזה הדו-ממדי של לוח השחמט, למקום שבו יש למדוד את קוהרנטיות האלומה. מחדר הבקרה, התאם את מישור סורג הפאזה, כך שיהיה בניצב, לקרן הרנטגן.

לאחר מכן, עקוב אחר התמונות, והשתמש בשלבי התרגום הממונעים, כדי למרכז את הסורג, בקו קרן הרנטגן. לאחר מכן, סובב את הסורג, סביב כיוון קרן הרנטגן. המטרה היא לקבל את האלכסון של תבנית לוח השחמט, לאורך כיוון האלומה הרוחבית של העניין.

במקרה זה, לאורך הכיוונים האנכיים והאופקיים. המשך בכוונון עדין, על ידי סיבוב סביב הציר בניצב לקרן הרנטגן, כדי למקסם את תקופות האינטרפרוגרמה, בכיוונים האופקיים והאנכיים. מחדר הבקרה, הפעל את שלב התרגום, כדי להזיז את הגלאי.

התנועה, צריכה למקם את הגלאי קרוב ככל האפשר לסורג הפאזה, לאורך כיוון הקורה. ברגע שהוא נמצא במקומו, הקלט אינטרפרוגרמה, עם זמן החשיפה המתאים, כאן ארבע שניות. לאחר מכן, הפעל שוב את שלב התרגום, כדי להזיז את הגלאי.

באמצעות פקדי שלב התרגום, הזז אותו במרווח לאורך נתיב האלומה, שנבחר כדי לייצר מספיק נתונים. המשך להקליט אינטרפרוגרמות, ולהזיז את הגלאי, עד למרחק הסורג המרבי לגלאי. עבור מערכת זו, מרחק הסורג הסופי לגלאי הוא כ-750 מילימטרים עבור האינטרפרוגרמות האחרונות.

כדי להשלים את איסוף הנתונים, כבה את קרן הרנטגן. לאחר מכן, תוך שימוש באותו זמן חשיפה, כמו עבור האינטרפרוגרמות, רכוש תמונת מסגרת כהה. אינטרפרוגרמות אלה נמדדו, באמצעות סורג פאזה דו-ממדי של לוח שחמט, המתואר בפרוטוקול הטקסט.

אינטרפרוגרמה זו, תואמת למדידות הראות, במרחק הטלבוט הראשון לאורך קו ההתפשטות, בערך של סורג למרחק הגלאי, של 83 מילימטרים. תבנית זו מתייחסת למרחק הטלבוט הרביעי, ב-579 מילימטרים. התמרת פורייה מהירה של הנתונים באינטרפרוגרמות, מייצרת פסגות הרמוניות, המספקות מידע על האופי המחזורי של האינטרפרוגרמה.

פסגת סדר האפס, נמצאת במרכז התמונה, במרכז ריבוע אדום. שיא מסדר ראשון באפס מעלות, נמצא במרכז ריבוע ירוק. ישנן ארבע פסגות עצמאיות מסדר ראשון, באפס, 45, 90 ו-135 מעלות, מהן ניתן לקבל את הראות לכל כיוון.

הנה האבולוציה של הראות, לאפס מעלות, כפונקציה של מרחק הסורג לגלאי. נתוני הניסוי, משורטטים בעיגולים כחולים. העיגולים האדומים, הם נתונים שנבחרו סביב מרחקי טלבוט, להתאמת מעטפת גאוס.

אנליזה, נותנת קישור קוהרנטי, של 3.6 מיקרומטר. ניתוח דומה של נתוני הנראות, לאורך כל ארבעת הכיוונים, מספק הערכה זו של מפת הקוהרנטיות. רק האינטרפרוגרמות, במרחקי ההדמיה העצמית, נחוצות כדי להשיג את קישורי הקוהרנטיות.

לאחר שליטה, ניתן לבצע טכניקה זו תוך מספר שעות, אם היא מבוצעת כראוי. בעת ניסיון הליך זה, חשוב לבחור את הסורג, עם התקופה האופטימלית לכל מדידה. לאחר פיתוחה, טכניקה זו סללה את הדרך לחוקרים, בתחום האופטיקה של קרני רנטגן, לפתח אופטיקה משמרת קוהרנטיות, עבור הדור הבא, מקורות אור.