Forskere fremmer teknik til udvikling af nye lysstråler fra synkrotronstråling

Struktureret lys, skabt ved at generere og påføre lys på en overflade, er vigtig i sådanne applikationer som 3-D scannere, dobbeltfotografering og mikroskopisk teknologi. En ny undersøgelse har demonstreret en metode, der producerer nye lysstråler fra synkrotronlyskilder, åbne op for en ny måde at generere røntgenstråler på.

Et team af japanske videnskabsmænd ledet af Shunya Matsuba, en assisterende professor ved Hiroshima Synchrotron Radiation Center ved Hiroshima University, har vist, at struktureret lys, i form af en vektorstråle (lysstråler, hvis polarisationsretning roterer omkring sin akse), kan fremstilles ud fra overlejring af to optiske hvirvelstråler (lysstråler, der indeholder et punkt med nul intensitet, danner en spiralfasestruktur.) Resultaterne blev offentliggjort i tidsskriftet for Anvendt fysik bogstaver i juli 2018.

"Vi har demonstreret genereringen af ​​vektorstrålen ved hjælp af synkrotronstråling. Dette arbejde har åbnet en måde at generere røntgen-vektorstråler, " siger medforfatter prof. Masahiro Katoh fra Institute for Molecular Science (IMS) ved National Institutes of Natural Sciences/Sokendai i Japan.

Produktionen af ​​struktureret lys i røntgenbølgelængderne har været udfordrende, imidlertid, og den nye teknik præsenteret af de japanske videnskabsmænd kan potentielt tillade brugen af ​​sådant struktureret lys i forskningsområder, der kun er tilgængelige med synkrotronstråling, såsom røntgenabsorptionsspektroskopi og røntgenkrystallografi.

Forskerne baserede deres metode på en teknik, der producerer cirkulært polariseret lys fra to lineært polariserede stråler, hvis polarisationsretninger er ortogonale i forhold til hinanden. I synkrotronlyskilder, denne metode er blevet anvendt på ensartet polariserede stråler, der kommer fra to undulatorer. En undulator er en enhed, der udsender kvasi-monokromatisk lys med forskellige polariseringer.

Matsuba og hans team anvendte denne metode til to hvirvelstråler, der kommer fra to spiralformede undulatorer placeret i tandem. Forskningen følger tidligere undersøgelser, der har brugt lasere og optiske komponenter til at skabe vektorstråler, med bølgelængder normalt inden for de synlige eller nær-infrarøde dele af det elektromagnetiske spektrum.

Katoh siger, "Det næste trin i denne forskning er at demonstrere genereringen af ​​vektorstråler af andre typer, for eksempel, radialt polariserede stråler. Vores ultimative mål er at kontrollere alle de optiske egenskaber af synkrotronstråling, såsom bølgelængde, sammenhæng, rumlig, tidsmæssige strukturer og så videre." Dette vil bane vejen for nye muligheder på mange områder, inklusive røntgendiffraktion, spredning og absorptions/emissionsspektroskopi på grund af den nye metode til at generere struktureret lys, som er blevet demonstreret i denne undersøgelse.