金刚石X射线菲涅尔波带片
金刚石波带片专为 XFEL 的高热负载应用而设计，其允许焦点处的峰值功率密度为 4x1017 W/cm2。 参数典型值能力极限波带片最外环宽度 [nm]10050波带片直径 [μm]100-250>2500 金，硅及金刚石三种材料的材料特性对比材料原子序数密度[g cm-3]熔点[˚C]热导率[Wm K)10 keV下π相移的厚度[µm]金, Au7919.310643102.07硅, Si
金刚石波带片专为 XFEL 的高热负载应用而设计，其允许焦点处的峰值功率密度为 4x1017 W/cm2。
参数 | 典型值 | 能力极限 |
波带片最外环宽度 [nm] | 100 | 50 |
波带片直径 [μm] | 100-250 | >2500 |
金，硅及金刚石三种材料的材料特性对比
材料 | 原子序数 | 密度[g cm-3] | 熔点[˚C] | 热导率[Wm K) | 10 keV下π相移的厚度[µm] |
金, Au | 79 | 19.3 | 1064 | 310 | 2.07 |
硅, Si | 14 | 2.33 | 1410 | 150 | 12.67 |
金刚石, C | 6 | 3.52 | > 2000 | 2200 | 8.52 |
可以看到得益于金刚石良好的热导率、低的X射线吸收和高熔点，其非常适合如XFEL 的高热负载应用。
如下是在FEL下测试金波带片的辐照损伤：
100nm最外环宽度波带片金在LCLS，8KeV，1mJ，60HZ脉冲辐照测试前SEM图像
100nm最外环宽度波带片金在LCLS，8KeV，1mJ，60HZ脉冲辐照测试1000发后SEM图像
100nm最外环宽度波带片金在LCLS，8KeV，1mJ，60HZ脉冲辐照测试10000发后SEM图像
发表文献：
C. David et al. Nanofocusing of hard X-ray free electron laser pulses using diamond based Fresnel zone plates Scientific Reports 1 (2011) p. 57
参数 | 典型值 | 能力极限 |
波带片最外环宽度 [nm] | 100 | 50 |
波带片直径 [μm] | 100-250 | >2500 |