Российские ученые создали алмазную оптику для сверхмощного лазера
Российские ученые разработали на базе алмазной оптики уникальный спектрометр для сверхмощного рентгеновского лазера XFEL, который позволит исследователям глубже проникнуть в тайны материи - в реальном времени изучать процессы образования и разрушения молекул и мгновенно регистрировать фазовые переходы в материале, происходящие под действием мощного импульсного излучения. "Первая опытная призма - главный элемент для разложения в спектр падающего излучения - сделана из природного якутского алмаза. Мы показали, что в рентгеновском диапазоне тоже можно получить спектр с помощью призм, как это делается в оптическом диапазоне", - пояснил ведущий автор разработки старший научный сотрудник ФИАН доктор физико-математических наук Александр Турьянский.
XFEL - сооружение длиной более трех километров, которое планируется построить в Германии. Стоимость проекта превысит 1 миллиард евро, в нем участвуют 14 стран. Россия станет второй после Германии по объему инвестиций в этот проект - планируется, что в 2009-2016 годах "Роснанотех" внесет в проект от имени России 250 миллионов евро. Яркость будущего рентгеновского лазера будет превосходить существующие источники синхротронного излучения более чем в 100 миллионов раз, длительность рентгеновского импульса на нем будет составлять около 100 фемтосекунд (100 квадриллионных долей секунды, за это время свет проходит около 30 микрон). Однако рекордная мощность лазера требует создания новых научных инструментов для работы с ним - например, монохроматор из германия, поставленный на пути прямого пучка, мгновенно испарится. Подобное может произойти и с исследуемым образцом. Поэтому необходимы новые методы измерений, обеспечивающие получение информацию по единичному импульсу - до исчезновения объекта. Для решения этой проблемы ученые ФИАН разработали рентгеновский спектрометр на базе призменной алмазной оптики, способный выдерживать огромные радиационные нагрузки сверхмощного рентгеновского импульса.
Наиболее перспективным материалом для призмы является алмаз. Однако для изготовления спектрометра необходимы большие алмазы, весом в несколько карат, поскольку преломляющая поверхность имеет длину более сантиметра. Чтобы снизить стоимость прибора, ученые ФИАН разработали мозаичную конструкцию призмы из нескольких блоков, что позволило использовать алмазы меньшего размера и меньшей стоимости. Сейчас изготавливается мозаичная призма. Ее планируется испытать на источнике синхротронного излучения в Германии, чтобы продемонстрировать, что расчеты верны и разработчики действительно близки к ожидаемым параметрам. Для реализации режима измерений по единичному импульсу совместно с научными организациями Зеленограда разрабатывается также уникальный координатно-чувствительный детектор на основе арсенида галлия, уточняет РИА "Новости".
