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Spatial coherence of X-ray planar waveguide exiting radiation (Articolo in rivista)

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Spatial coherence of X-ray planar waveguide exiting radiation (Articolo in rivista) (literal)

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De Caro L.; Giannini C.; Di Fonzo S.; Yark W.; Cedola A.; Lagomarsino S. (2003)
Spatial coherence of X-ray planar waveguide exiting radiation
in Optics communications (Print)
(literal)

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De Caro L.; Giannini C.; Di Fonzo S.; Yark W.; Cedola A.; Lagomarsino S. (literal)

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Pertanto le applicazioni possibili di questa nuova metodologia non sono limitate solo ai materiali per la microelettronica, né la tecnica di microdiffrazione esaurisce le potenzialità offerte dalle guide donda per raggi X. Interessanti ricadute sono previste in generale nello studio delle proprietà locali di materiali, anche biologici, e delle loro modifiche a seguito di processi di vario tipo. I campi di applicazione possibili sono perciò molteplici, quali l'analisi di nanostrutture, la caratterizzazione di materiali e di bio-materiali, lo studio di micro-cristalli di proteine, l'analisi microscopica di reperti. Riferimenti [1] S. Di Fonzo, W. Jark, S. Lagomarsino, C. Giannini, L. De Caro, A. Cedola e M. Muller, Nature, 403 , 638 (2000) [2] L. De Caro, C. Giannini, S. Di Fonzo, W. Yark, A. Cedola and S. Lagomarsino, Optic Commun. 217, 31-45 (2003) [3] A. Szöke, Acta Crys. A57 (2001) 586-603 (literal)

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E' stata sviluppata un nuovo tipo di \"ottica\" per microscopia con raggi X basata su un fenomeno di risonanza simile a quello che ha luogo in un interferometro. L'elemento ottico, si comporta come una guida d'onda e fornisce un fascio di raggi X altamente coerente con dimensioni spaziali, nella direzione perpendicolare alla superficie della guida d'onda, dell'ordine di qualche decina di nanometri. Si verifica inoltre un aumento della densità di flusso che può raggiungere un valore di 100. Queste caratteristiche uniche hanno permesso di realizzare una serie di esperimenti innovativi nel campo della microdiffrazione, nei quali le proprietà strutturali locali dei campioni vengono \"proiettate\" e ingrandite su opportuni rivelatori [1] con risoluzioni nanometriche. Linterpretazione corretta delle microdiffrazioni ottenute mediante lutilizzo di guide donda a raggi X ha richiesto un corrispondente approfondimento teorico delle proprietà di coerenza spaziale della radiazione uscente da tali dispositivi [2]. Questo approfondimento è stato realizzato anche nellottica di un possibile applicazione delle guide donda a raggi X in cristallografia, in connessione con il problema della fase [3]. Infatti, luso di sorgenti a raggi X nanometriche potrebbe permettere la misura dello scattering elastico diffuso da macromolecole e proteine tra i nodi del reticolo reciproco, fornendo informazioni utili per la risoluzione della loro struttura incognita. (literal)

Note

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Titolo

Abstract

In this paper the spatial coherence properties of quasi-monochromatic one-dimensional nanosized x-ray beams exiting from planar waveguides have been theoretically investigated both in Fresnel and Frhaunofer diffraction regimes. The evolution of the coherence properties of the x-ray radiation during wave propagation has been described within the Huyghens-Fresnel optical formalism by means of the mutual coherence function. An analytical expression of the mutual coherence function of the x-ray radiation exiting from real planar waveguides, when a standing wavefield is excited into it, has been derived in a paraxial approximation. It can be verified within the wave formalism that, in diffraction experiments on crystalline samples in the Fresnel regime, for nearly ideal standing-wave confinement conditions and planar-waveguide resonator thickness of the order of 100 nm, sub-micrometer lateral resolutions normal to the scattering plane can be achieved. Our model leads to an analytical formula useful to estimate the lateral resolution of the diffraction patterns as a function of the resonator-layer thickness and the waveguide-sample distance. (literal)

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