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用户动态-祝贺中科院物理研究所完成基于相对论激光驱动的超快X射线衍射系统的研制

2021-11-08 10:16:05 Kelsey

在超快时间尺度上获得物质的动力学演化过程一直是人们努力的重要方向。基于激光等离子体相互作用产生的飞秒硬X射线源由于具有脉宽短、亮度高和源尺寸小等突出的优点,可广泛应用在瞬态微成像/相衬成像、时间分辨吸收谱学和X射线衍射等实验研究中。其中,激光泵浦--超快X射线衍射能为我们提供飞秒级时间尺度、亚埃级空间尺度上材料的结构动力学信息。

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图1. 超快X射线衍射装置示意图

中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心光物理实验室L05组博士研究生朱常青(指导教师为原物理所陈黎明研究员、现上海交通大学物理与天文学院教授),利用L05组的高脉冲能量(>100mJ)、低重频(10Hz)激光器,研制了一套飞秒时间分辨的X射线衍射系统。该装置工作在相对论的激光强度(2×1019 W/cm2)下,可以有效地激发高Z金属材料的Kα射线,并且能够通过优化X射线多层膜反射镜,进一步提高X射线的聚焦强度。利用该装置对SrCoO2.5薄膜样品的瞬态结构进行了探测,结果表明该装置不仅可以用来分析样品的超快动力学行为,并且和KHz等小能量装置相比对于不同的特殊应用具有高度的灵活性。该装置有望将来在物理、化学和生物领域的超快动力学探测方面发挥重要作用。

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图2. 在光泵浦下超快X射线衍射信号随延时的变化:(a)泵浦光作用20ps后劳厄衍射斑的角移;(b)不同的泵浦-探针延时,所对应的光致拉伸度。

相关成果以“快速通讯”的形式发表于最近的Chinese Physics B上,并被选为该期的亮点文章。这也是该团队利用激光超快X射线源在成像和衍射应用方面,最新获得的创新成果。前序成果包括Rev. Sci. Instrum. 85 113304 (2014)、Chin. Phys. B 24 108701 (2015)等。

文章链接:http://cpb.iphy.ac.cn/EN/10.1088/1674-1056/ac0baf


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专业、细致的技术论证

只选取最优方案

众星联恒作为德国Incoatec公司在中国的授权总代理,很荣幸为该超快X射线衍射装置提供了Montel多层膜镜片。在基于激光驱动的超快X射线衍射实验中如何提升样品端的光通量?如何获得低发散角的单色光束?如何抑制飞秒脉冲的时间展宽?又如何能同时兼顾以上的实验要求?...... 这些都是需要考虑的问题。所以在实验前期,我们的技术团队与该小组成员就这些问题进行了深入的交流与探讨,详细的对比了四种常见(弯晶、多层膜镜、多毛细管和单毛细管)的光学组件和激光驱动X射线源的耦合效果,由于多层膜聚焦镜,单色性好、时间展宽较小、有效立体角大、Kα输出通量高的特点,最后选取了Montel multilayer mirror用于收集并聚焦Cu-alpha射线的技术方案。

关于Montel的详细介绍可参考我们之前的文章:X射线多层膜在静态和超快X射线衍射中的应用


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贴心、本地化的售后服务

解决用户后顾之忧

我们的售后工程师均为接受过原厂深度培训,经原厂认证的专业技术团队,为国内用户提供贴心、本地化的安装调试服务,同时在后期使用过程中提供持续的技术支持,为用户的实验保驾护航,解决用户的后顾之忧。此次我们也有幸参与,与用户就Montel多层膜镜片的安装、调试及与X射线源耦合进行了交流探讨,并与用户一起完成了镜片与光源的耦合。在这个过程中不仅进一步强化了我们售后工程师针对特定用户实验场景的镜片调试与耦合能力,也体会到了作为科研人的快乐。


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图3 我司售后工程师正在调试 Montel 多层膜镜片


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为了更好地为客户服务,满足客户试用需要,为客户提供更直观更专业的售前演示,众星正在搭建我们自己的X射线实验室(新实验室即将落成:众星联恒研发中心落户电子科大科技园 ),目前配备多台X射线源、各种光学镜片及探测器。可以实现X射线衍射,荧光及成像等多种实验配置。

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