Mikrostrukturerte optiske matriser - Microstructured optical arrays

Mikrostrukturerte optiske matriser (MOAer) er instrumenter for å fokusere røntgenstråler . MOAs bruke samlede eksterne refleksjon ved streifende innfall fra en rekke små kanaler for å bringe x-stråler til en felles fokus . Denne fokuseringsmetoden betyr at MOA viser lav absorpsjon . MOAs brukes i applikasjoner som krever røntgenfokusflekker i størrelsesorden få mikrometer eller under, for eksempel radiobiologi av individuelle celler. Nåværende MOA-baserte fokusoptiske design har to påfølgende array-komponenter for å redusere komisk aberrasjon .

Eiendommer

Fig. 1- MOA med komprimert andre komponent

MOA er akromatisk (som betyr at brennegenskapene ikke endres for stråling av forskjellige bølgelengder) ettersom de bruker refleksjon av beiteinnfall. Dette betyr at de er i stand til å fokusere kromatisk stråling til et felles punkt i motsetning til soneplater . MOA er også justerbare ettersom optikken kan komprimeres for å endre brennegenskapene, for eksempel brennvidde . Brennvidde kan beregnes for systemet i fig. 1 ved hjelp av geometrien vist i fig. 2 hvor det kan sees at endring av spalten mellom komponentene ( d + D i figuren) eller krumningsradien ( R ) vil ha stor effekt på brennvidden.

Fig. 2- Geometri av MOA i konfigurasjon vist på fig. 1

MOA har blitt brukt i konfigurasjoner vist på fig. 1 & 3 hvorved den ene eller begge komponentene kan justeres. Dette har varierende effekter på fokale egenskaper, generelt har det blitt funnet at mindre fokalpunktsstørrelser er tydelige når MOA brukes som vist i fig. 1 med bare den andre komponenten justert.

Fig. 3- MOA med begge komponenter komprimert

Brennvidden til dette systemet kan beregnes ved hjelp av geometrien vist nedenfor:

Fig. 4- Geometri av MOA i konfigurasjon vist på fig. 2

Produksjon

Nåværende mikrostrukturerte optiske matriser er sammensatt av silisium og skapt via Bosch-prosessen, et eksempel på dyp reaktiv ionetsing og ikke forveksles med Haber-Bosch-prosessen . I Bosch-prosessen etses kanalene inn i silisiumet ved hjelp av et plasma ( plasma (fysikk) ) i trinn på noen få mikrometer. Mellom hver etsning er silisium belegget med en polymer for å bevare integriteten til kanalveggene.

applikasjoner

Fokuspunktstørrelsen er viktig i røntgeninstrumentering av mikroprober der røntgenstråler fokuseres på en biologisk prøve for å undersøke fenomener som tilskuereffekten .

For å målrette mot en bestemt celle , må systemets brennpunktpunkt være rundt 10 mikrometer, mens det for å målrette mot spesifikke områder av en celle som cytoplasma eller cellekjernen ikke skal være mer enn noen få mikrometer. For øyeblikket er det bare MOAer i konfigurasjonen vist i fig. 1 antas å være i stand til å oppnå dette.

MOA-er gir et godt alternativ til soneplater ved bruk av mikrofoner på grunn av de justerbare fokale egenskapene (som gjør cellejustering lettere) og muligheten til å gi fokusering av kromatisk stråling til et enkelt punkt. Dette er spesielt nyttig når man vurderer funnet at forskjellige effekter kan observeres ved bruk av stråling med forskjellige bølgelengder.

Referanser

5. Arndt Last. "Mikrostrukturerte optiske matriser" . Arkivert fra originalen 2009-11-24 . Hentet 22. januar 2010 .