Ohniska rentgenových svazků pod drobnohledem

Značný technologický pokrok na poli rentgenových laserů a rentgenové optiky přináší stále se zvyšující nároky na metody, které by byly schopny rentgenové laserové svazky spolehlivě popsat. Prostorová charakterizace fokusovaných svazků rentgenových laserů je velmi obtížná, a to zejména v důsledku enormních intenzit (>10¹⁷ W/cm²). Přímé měření takového svazku standardními metodami by totiž vyžadovalo „nezničitelný“ detektor s velmi vysokým prostorovým rozlišením a téměř nereálným dynamickým rozsahem. Proto jsme již dříve vyvinuli metodu ablačních otisků, která je na laserem indukovaném poškození povrchu založena. Pokročilé metody desorpčních otisků v poly(methyl methakrylátu) pak umožňují úplnou prostorovou charakterizaci fokusovaných rentgenových svazků. V práci publikované ve Physical Review Applied jsme podali popis nového počítačového algoritmu, který je schopen z tvaru otisků, a tedy profilu intenzity, rekonstruovat i tvar vlnoplochy a koherenční vlastnosti svazku. Metoda byla poprvé testována na zařízení LCLS (Linac Coherent Light Source) v USA a pomohla odhalit nejasnosti okolo koherenčních vlastností monochromatizovaných svazků laserů na volných lektronech.

Výstup fázově-rekonstrukčního kódu PhaRe (Phase Recovery). (a) Amplituda elektrického pole změřená metodou desorpčních otisků; (b), (c) amplituda a fáze rekonstruovaného zcela koherentního pole; (d), (e) rekonstruovaná amplituda komplexního stupně koherence a fit astigmatického Gaussovského Schellova modelu; (f) amplituda elektrického pole optimalizovaného na částečnou koherenci.

¹Institute of Physics, Academy of Sciences of the Czech Republic, Na Slovance 2, 182 21 Prague, Czech Republic
²Lawrence Livermore National Laboratory, 7000 East Avenue, Livermore, California 94550, USA
³SLAC National Accelerator Laboratory, 2575 Sand Hill Road, Menlo Park, California 94025, USA