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用戶動態(tài)-祝賀中科院物理研究所完成基于相對論激光驅(qū)動的超快X射線衍射系統(tǒng)的研制

2021-11-08 10:16:05 Kelsey

在超快時間尺度上獲得物質(zhì)的動力學(xué)演化過程一直是人們努力的重要方向?;诩す獾入x子體相互作用產(chǎn)生的飛秒硬X射線源由于具有脈寬短、亮度高和源尺寸小等突出的優(yōu)點(diǎn),可廣泛應(yīng)用在瞬態(tài)微成像/相襯成像、時間分辨吸收譜學(xué)和X射線衍射等實(shí)驗(yàn)研究中。其中,激光泵浦--超快X射線衍射能為我們提供飛秒級時間尺度、亞埃級空間尺度上材料的結(jié)構(gòu)動力學(xué)信息。

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圖1. 超快X射線衍射裝置示意圖

中國科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家研究中心光物理實(shí)驗(yàn)室L05組博士研究生朱常青(指導(dǎo)教師為原物理所陳黎明研究員、現(xiàn)上海交通大學(xué)物理與天文學(xué)院教授),利用L05組的高脈沖能量(>100mJ)、低重頻(10Hz)激光器,研制了一套飛秒時間分辨的X射線衍射系統(tǒng)。該裝置工作在相對論的激光強(qiáng)度(2×1019 W/cm2)下,可以有效地激發(fā)高Z金屬材料的Kα射線,并且能夠通過優(yōu)化X射線多層膜反射鏡,進(jìn)一步提高X射線的聚焦強(qiáng)度。利用該裝置對SrCoO2.5薄膜樣品的瞬態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了探測,結(jié)果表明該裝置不僅可以用來分析樣品的超快動力學(xué)行為,并且和KHz等小能量裝置相比對于不同的特殊應(yīng)用具有高度的靈活性。該裝置有望將來在物理、化學(xué)和生物領(lǐng)域的超快動力學(xué)探測方面發(fā)揮重要作用。

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圖2. 在光泵浦下超快X射線衍射信號隨延時的變化:(a)泵浦光作用20ps后勞厄衍射斑的角移;(b)不同的泵浦-探針延時,所對應(yīng)的光致拉伸度。

相關(guān)成果以“快速通訊”的形式發(fā)表于最近的Chinese Physics B上,并被選為該期的亮點(diǎn)文章。這也是該團(tuán)隊(duì)利用激光超快X射線源在成像和衍射應(yīng)用方面,最新獲得的創(chuàng)新成果。前序成果包括Rev. Sci. Instrum. 85 113304 (2014)、Chin. Phys. B 24 108701 (2015)等。

文章鏈接:http://cpb.iphy.ac.cn/EN/10.1088/1674-1056/ac0baf


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只選取最優(yōu)方案

眾星聯(lián)恒作為德國Incoatec公司在中國的授權(quán)總代理,很榮幸為該超快X射線衍射裝置提供了Montel多層膜鏡片。在基于激光驅(qū)動的超快X射線衍射實(shí)驗(yàn)中,如何提升樣品端的光通量?如何獲得低發(fā)散角的單色光束?如何抑制飛秒脈沖的時間展寬?又如何能同時兼顧以上的實(shí)驗(yàn)要求?...... 這些都是需要考慮的問題。所以在實(shí)驗(yàn)前期,我們的技術(shù)團(tuán)隊(duì)與該小組成員就這些問題進(jìn)行了深入的交流與探討,詳細(xì)的對比了四種常見(彎晶、多層膜鏡、多毛細(xì)管和單毛細(xì)管)的光學(xué)組件和激光驅(qū)動X射線源的耦合效果,由于多層膜聚焦鏡,單色性好、時間展寬較小、有效立體角大、Kα輸出通量高的特點(diǎn),最后選取了Montel multilayer mirror用于收集并聚焦Cu-alpha射線的技術(shù)方案。

關(guān)于Montel的詳細(xì)介紹可參考我們之前的文章:X射線多層膜在靜態(tài)和超快X射線衍射中的應(yīng)用。


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我們的售后工程師均為接受過原廠深度培訓(xùn),經(jīng)原廠認(rèn)證的專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì),為國內(nèi)用戶提供貼心、本地化的安裝調(diào)試服務(wù),同時在后期使用過程中提供持續(xù)的技術(shù)支持,為用戶的實(shí)驗(yàn)保駕護(hù)航,解決用戶的后顧之憂。此次我們也有幸參與,與用戶就Montel多層膜鏡片的安裝、調(diào)試及與X射線源耦合進(jìn)行了交流探討,并與用戶一起完成了鏡片與光源的耦合。在這個過程中不僅進(jìn)一步強(qiáng)化了我們售后工程師針對特定用戶實(shí)驗(yàn)場景的鏡片調(diào)試與耦合能力,也體會到了作為科研人的快樂。


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圖3 我司售后工程師正在調(diào)試 Montel 多層膜鏡片


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在專業(yè)、敬業(yè)、拼搏的理念指導(dǎo)下,不斷進(jìn)取學(xué)習(xí),時刻關(guān)注頂尖科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展和創(chuàng)新,北京眾星聯(lián)恒科技有限公司一直致力于引進(jìn)高端的EUV/SXR/X射線產(chǎn)品、及新孵化高新技術(shù)產(chǎn)品給中國的同步輻射,研究所,高校及高端制造業(yè)的客戶。

作為制造商與中國科研用戶的橋梁,我們尊重知識產(chǎn)權(quán)、接納不同的文化習(xí)俗、信仰專業(yè)技術(shù),在和制造商和用戶的溝通中不間斷在提升自己的技術(shù)能力,以給用戶提供最優(yōu)的產(chǎn)品及技術(shù)方案和快捷、專業(yè)的本地化服務(wù)。

為了更好地為客戶服務(wù),滿足客戶試用需要,為客戶提供更直觀更專業(yè)的售前演示,眾星正在搭建我們自己的X射線實(shí)驗(yàn)室(新實(shí)驗(yàn)室即將落成:眾星聯(lián)恒研發(fā)中心落戶電子科大科技園 ),目前配備多臺X射線源、各種光學(xué)鏡片及探測器??梢詫?shí)現(xiàn)X射線衍射,熒光及成像等多種實(shí)驗(yàn)配置。

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