來源：半導體芯科技編譯

光學微機電系統(tǒng)（MEMS）是控制光和通信的微尺寸的芯片器件。另外，時間分辨X射線探針是幫助科學家研究高度瞬時現(xiàn)象的設備。這些現(xiàn)象瞬間存在，期間涉及到結構和功能的快速變化?？茖W家們現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出基于專門設計和制造的MEMS X射線光學設備，可以利用極短的X射線脈沖。新設備比用于操作X射線探針的傳統(tǒng)設備小而輕，對于超高速現(xiàn)象的同步輻射和自由電子激光x射線源的實驗而言，這些設備可能至關重要。

這種新的超高速的片上光學器件將比用于操控X射線探針的傳統(tǒng)器件小幾個數(shù)量級，也更輕。這將實現(xiàn)X射線的創(chuàng)新研究和應用。它可以幫助科學家研究化學、材料和生物快速演化的過程。其結果可以幫助開發(fā)高效的太陽能電池和電池，先進的計算機存儲，以及新型藥物。在這項研究中，科學家們在一個同步輻射設備中展示了該器件。一個完整的開發(fā)版本可以與醫(yī)院和大學實驗室中的X射線發(fā)生器一起使用。在這些環(huán)境中，這些器件可以支持快速非破壞性診斷或精確的放射治療劑量。

由高級光子源（APS）和納米材料中心（***）的科學家組成的研究小組利用APS的X射線源展示了X射線片上光學器件。APS和***是美國能源部(DOE)在阿貢國家實驗室的科學用戶設施。該器件由***設計，尺寸僅為250微米，重量僅為3.5微克?；贛EMS的快門體積非常小，重量也很輕，這使得它可以以相當于每分鐘100萬轉的速度擺動。研究人員利用這種高速度和MEMS材料的X射線衍射特性，創(chuàng)造了一個極快的X射線快門。由此產(chǎn)生的超高速X射線片上光學器件可以操縱超過350MHz兆赫的硬X射線脈沖，比任何機械調制器高1000倍。此外，該器件的時間特性可以為許多動態(tài)x射線儀器和應用進行調整，這對于傳統(tǒng)光學設備來說是不可能的，因為傳統(tǒng)光學器件的質量通常是它的10億倍。 基于芯片的X射線光學器件為未來用于時域科學、加速器診斷和控制的動態(tài)、微型X射線光學奠定了基礎，包括波前操作、光譜色散、復用和脈沖切片。

這項研究得到了美國能源部科學辦公室、基礎能源科學、科學用戶設施部門的支持。

審核編輯 黃昊宇