X射线激光技术正在改善材料表征的光谱技术

一个国际研究小组最近发表了一篇关于一项重要计量技术的新方法的描述。该方法首次采用X射线激光进行瞬态光栅光谱分析。

简介

这项技术是由一个瑞士团队开发的，该团队由保罗·舍勒研究所的克里斯蒂安·斯维蒂娜（Cristian Svetina）和Jéré我对EPFL的评价。他们还与美国和意大利的同事合作。

新方法是用X射线激光进行瞬态光栅光谱分析。这将使科学家能够通过以原子尺度的分辨率记录原子过程来探测和研究仅需飞秒的原子过程。

这是首次利用X射线激光实现这种材料表征技术。正是X射线的超快频率使得瞬态光栅光谱学能够精确地记录原子尺度上的相互作用。

现在，这项技术可以用来补充其他在原子尺度上工作的材料成像方法，如非弹性中子和X射线散射

瞬态光栅光谱学

在瞬态光栅光谱学中，两束激光可以探测原子水平的物体和事件。该方法用于计量领域中的材料表征，并被归类为非破坏性研究技术，因为样品不会因检查而受到任何损坏。

两束光束相互作用时会产生干涉图样。这是光的波物理的函数，是一种类似于两个或多个波方向在水面上相遇所形成的图案的现象。

激光束在相互作用时产生一种临时的干涉图案，也称为瞬态光栅。尽管模式在移动，但它也会定期重复。瞬态光栅的这些重复实例也被称为阿斯塔博特平面。

将样品放置在两个干涉激光束形成的塔博特平面内，计量学家可以探测和研究其材料特性。

干涉图样中的线间距是激光光源波长的结果它们相互作用形成了模式。光谱中从可见光到紫外的波长产生了数百纳米甚至更大的线间距。因此，使用传统激光光源的瞬态光栅光谱法无法检测到小于几百纳米的特征。

如果使用较短波长的光作为激光光源，则干涉图中的线更接近。因此，以X射线激光束为例，利用X射线激光束实现瞬态光栅光谱学一直是新的光谱学方法研究的热点。这是由于交叉和定位两束来自高频X射线激光器的光束具有足够的精度，以可靠地生成瞬态光栅的挑战性方面。

到目前为止，还不可能用X射线激光束作为光源实现瞬态光栅光谱。这是由于交叉和定位两束来自高频X射线激光器的光束具有足够的精度，以可靠地生成瞬态光栅的挑战性方面。