¿Divisores de haz polarizador para rayos X?

No estoy muy seguro de cuál es la situación con los rayos X más duros, pero en el rango de rayos X suaves y ultravioleta extremo, hacer este tipo de cosas es muy difícil y, que yo sepa, no hay divisores de haz polarizador. en este rango. De hecho, comenzando con VUV a aproximadamente 150 nm, generalmente es bastante difícil lograr que la luz haga otra cosa que no sea propagarse en línea recta a través del vacío.

Conozco un experimento que ha cambiado con éxito la polarización de la radiación después de que se generó en este rango (específicamente, ~ 20 nm), mediante el uso de una matriz de espejos como placa de onda para cambiar la polarización lineal a circular. Hay ligeros cambios de fase dependientes de la polarización tras la reflexión en cada espejo, y se suman al efecto de una placa de ondas:

Para obtener más información, consulte el documento:

Control de polarización de armónicos de alto orden en el rango de energía fotónica EUV. B. Vodungbo et al. Optar. Expreso 19 no. 5, 4346-4356 (2011) ; Impresión electrónica HAL .

Una cosa a tener en cuenta es que la mayor parte del experimento se realiza en una configuración colineal. El espectrómetro es una rejilla de difracción de incidencia rasante, y el EUV se enfoca en él usando un espejo toroidal que también está en incidencia rasante. Este suele ser el camino a seguir a menos que necesite algo bastante específico, ya que los espejos para una incidencia casi normal pueden tener reflectividades bastante bajas:

^{Artículo de revisión invitado: Tecnología para la ciencia del attosegundo. F. Frank et al. Rev. Sci. instrumento 83 núm. 7, 071101 (2012) ; Researchgate (¿de pago?) pdf .}

El diseño de espejos polarizadores como los utilizados por Vodungbo et al. ha sido una parte importante del diseño experimental de las comunidades XUV y sincrotrón durante más de veinte años. Un estándar son los espejos multicapa, y puede obtener una imagen general de ellos en

Polarizadores circulares de reflexión para luz xuv: un estudio teórico. A Derossi et al. aplicación pura Opción 3 no. 3, 269-278 (1994)

Para un estudio más moderno, en longitudes de onda justo por encima de 100 nm, intente

Polarizadores reflectantes multicapa para el ultravioleta lejano. JI Larruquert et al. En Daños a la Óptica VUV, EUV y Rayos X IV; y EUV y Óptica de rayos X: Sinergia entre el Laboratorio y el Espacio III , Juha et al. (eds.), Proc. de SPIE 8777 , 87771D (2013) .

Estos son espejos hechos de múltiples capas de sílice fundida y varias sales metálicas. En este rango de UV no demasiado extremo, aún puede obtener polarizancias (la relación entre la reflectividad diferencial y la reflectividad total) de hasta el 99 %.

Sin embargo, a medida que desciende a longitudes de onda más cortas, comienza a recibir un golpe en la sensibilidad de polarización. El último experimento que conozco funcionó a una longitud de onda de aproximadamente 40 nm, y utilizaron una combinación de tres espacios en blanco de sílice fusionada para obtener una polarización total superior al 90%:

Momento angular de giro y polarización sintonizable en generación de armónicos altos. A. Fleischer et al. . Fotón de la naturaleza. 8 no. 7, 543-549 (2014) ; arXiv:1310.1206 .

(Enchufe desvergonzado/divulgación completa: coescribí un artículo de News & Views en este artículo, Generación de armónicos altos: Tomar el control de la polarización, Nature Photon. 8 , 501 (2014) , que es bueno).

Ahora, todos estos son polarizadores de reflexión y no transmiten ninguna luz. No conozco ningún dispositivo divisor de haz que transmita y refleje la luz, pero la forma en que lo veo es la siguiente: un divisor de haz polarizador dejaría obsoletos estos dispositivos, simplemente bloqueando un puerto; por lo tanto, la intensa actividad en la creación de estos dispositivos es una buena evidencia de que no hay PBS disponibles en este rango.

Si desea dividir sus rayos X en dos, termina usando una técnica llamada 'dividir y retrasar', que esencialmente usa un espejo que solo bloquea la mitad del haz:

Diseño de una unidad de división y retardo de rayos X para el XFEL europeo. S. Roling et al. en Láseres de electrones libres de rayos X: Diagnóstico de haz, Instrumentación de línea de haz y Aplicaciones , eds. SPMoeller et al. proc. de SPIE 8504 , 850407 (2012) .

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Finalmente, si está interesado en experimentos de óptica cuántica en el rango de rayos UV duros a rayos X, realmente debería leer

Óptica cuántica de rayos X. BW Adams et al. Mod. J. Optar. 60 núm. 1, 2-21 (2013) .

Esto puede estar más cerca de lo que le interesa. Los artículos que cito arriba son en su mayoría de mi campo, que es la ciencia ultrarrápida. Necesitamos las longitudes de onda cortas simplemente para respaldar los pulsos cortos que usamos, pero hay muchas razones para querer una radiación tan intensa y muchos campos que la necesitan. Al final, sin embargo, no simplemente 'realizas un experimento de interferometría'; en cambio, tienes algún tipo de objetivo específico en mente. La tecnología que necesita depende, por lo tanto, de lo que quiera hacer, aunque, por supuesto, si necesita un PBS de rayos X duro, entonces le sugiero que comience a buscar alternativas.

No conozco divisores de haz de rayos X polarizadores, y sospecho que no existen, pero siempre estoy muy interesado en que me muestren mal.

De una búsqueda superficial parece que se han construido interferómetros de rayos X que funcionan y son conceptualmente más similares a los interferómetros de neutrones que a los interferómetros ópticos. Para los neutrones existen superespejos polarizantes , pero el otro estado de polarización es absorbido, no transmitido. A diferencia de los neutrones, los rayos X se pueden producir polarizados , por lo que sospecho que no hay tanta investigación sobre los rayos X polarizados.

En la óptica de longitud de onda visible, existe una simetría entre la creación y el análisis de la polarización: puede usar el mismo dispositivo para ambos casos. Aquí hay una patente antigua para un analizador de polarización de rayos X de espejo giratorio que establece que "los polarizadores y analizadores de transmisión convencionales no existen para esta región de longitud de onda [vacío UV y rayos X]". Un artículo reciente o un informe de las actas de una conferencia describe un analizador de difracción de Bragg múltiple que posiblemente podría tener suficiente transmisión para hacer lo que le interesa, pero no estoy preparado para evaluarlo.

También señalo que la interferometría de neutrones se realiza sin referencia a la polarización e involucra neutrones individuales (es decir, el número medio de partículas presentes en el interferómetro en cualquier momento es mucho menor que uno) y el hecho de que los divisores de haz ópticos con frecuencia se basan en la polarización. tampoco es una característica esencial de los interferómetros ópticos. No deje que la ausencia de un divisor de haz de rayos X polarizador lo distraiga de sus pensamientos sobre la interferometría de una sola partícula de longitud de onda corta.