Una lente refractiva compuesta (CRL) es una serie de lentes individuales dispuestas en una matriz lineal para lograr el enfoque de rayos X en el rango de energía de 5-40 keV. [1] [2] [3] [4] [5] Son una alternativa al espejo KB .
Para todos los materiales, la parte real del índice de refracción para rayos X es cercana a 1, por lo tanto, una sola lente convencional para rayos X tiene una distancia focal extremadamente larga (para tamaños de lentes prácticos). Además, los rayos X se atenúan a medida que atraviesan un material, por lo que las lentes convencionales para rayos X se han considerado poco prácticas durante mucho tiempo. La CRL obtiene su distancia focal razonablemente corta, del orden de los metros, mediante el uso de muchas lentes en serie, lo que reduce las curvaturas de cada lente a niveles prácticos. Sin embargo, la absorción en la lente sigue siendo un desafío, y las lentes generalmente están hechas de materiales de bajo número atómico como aluminio , berilio o litio .
Las CRL fueron demostradas por primera vez a mediados de la década de 1990 por un grupo de científicos de la ESRF . Perforaron agujeros en un bloque de aluminio y lograron enfocar en dos dimensiones. Para los rayos X, una lente cóncava enfoca los rayos X porque el índice de refracción está ligeramente por debajo de la unidad. En una CRL de este tipo, las paredes entre los orificios cilíndricos actúan como lentes cóncavas para los rayos X que viajan perpendicularmente al eje de los cilindros perforados. Por el contrario, para la luz visible, el índice de refracción es mayor que la unidad y el enfoque se realiza con una lente convexa.
Los científicos asociados con el sincrotrón ESRF han realizado gran parte del desarrollo posterior de la CRL, en particular las CRL parabólicas iniciadas por el grupo de Aquisgrán bajo Lengeler. Su material distintivo es el berilio: un grupo de Advanced Photon Source APS demostró las mismas lentes en litio. Estas lentes tienen una contraparte directa en luz visible.
La lente de diente de sierra es un esquema óptico único sugerido y demostrado por Cederstrom. [6] Se aproxima a una lente parabólica tanto como un cálculo numérico en una cuadrícula se aproxima a una línea suave, con una serie de prismas que desvían los rayos X en un ángulo diminuto. Las lentes de este tipo se han fabricado con silicio, plástico y litio. Para abordar el desafío con la absorción en la lente, cada prisma en la lente en forma de diente de sierra se puede cambiar por una columna de prismas más pequeños, eliminando así los cambios de fase de 2π que no contribuyen a la refracción pero agregan absorción. [7] Este esquema es similar a la aproximación de una lente parabólica convencional por una placa de zona . La relativamente simple de fabricación de la lente de refracción de dientes de sierra y la lente de prisma de matriz que sean utilizables también fuera de la investigación y ambos se han sugerido para aplicaciones en medicina de imágenes de rayos x . [8] [9]
Referencias
- ^ Snigirev, A; Kohn, V; Snigireva, yo; Souvorov, A; Lengeler, B (1998). "Enfoque de rayos X de alta energía por lentes refractivas compuestas". Óptica aplicada . 37 (4): 653–662. Código Bibliográfico : 1998ApOpt..37..653S . doi : 10.1364 / AO.37.000653 . PMID 18268637 .
- ^ Snigirev, A; Filseth, B; Elleaume, P; Klocke, Th; Kohn, V; Lengeler, B; Snigireva, yo; Souvorov, A; Tuemmler, J (1997). "Lentes refractivas para el enfoque de rayos X de alta energía". Proc. SPIE . 3151 : 164-170. Código Bibliográfico : 1997SPIE.3151..164S . doi : 10.1117 / 12.294496 .
- ^ Smither, RK; Khounsary, AM; Xu, S. (1997). "Potencial de una lente de rayos X de berilio" . Proc. SPIE . 3151 : 150-163. Código Bibliográfico : 1997SPIE.3151..150S . doi : 10.1117 / 12.294474 .
- ^ Young, K .; Khounsary, A .; Jansen, A .; Dufresne, E .; Nash, P. (2007). "Fabricación y rendimiento de una lente de rayos X de litio". Actas de la conferencia AIP . 879 : 989–993. Código Bibliográfico : 2007AIPC..879..989Y . doi : 10.1063 / 1.2436228 .
- ^ Arndt Last. "Óptica de rayos X refractiva compuesta" . Consultado el 12 de junio de 2018 .
- ^ Cederström, Björn; Cahn, Robert; Danielsson, Mats; Lundqvist, Mats; Nygren, David (2000). "Enfocando rayos X duros con LP antiguos" . Naturaleza . 404 (6781): 951. Código Bibliográfico : 2000Natur.404..951C . doi : 10.1038 / 35010190 . PMID 10801113 .
- ^ Cederström, Björn; Ribbing, Carolina; Lundqvist, Mats (2005). "Lentes prismáticos generalizados para rayos X duros". Revista de radiación de sincrotrón . 12 (Parte 3): 340–344. doi : 10.1107 / S0909049504034181 . PMID 15840919 .
- ^ Fredenberg, Erik; Cederström, Björn; Åslund, Magnus; Nillius, Peter; Danielsson, Mats (27 de enero de 2009). "Un colimador pre-objeto eficiente basado en una lente de rayos X". Física Médica . 36 (2): 626–633. Código bibliográfico : 2009MedPh..36..626F . doi : 10.1118 / 1.3062926 . PMID 19292003 .
- ^ Fredenberg, Erik; Cederström, Björn; Nillius, Peter; Ribbing, Carolina; Karlsson, Staffan; Danielsson, Mats (2009). "Un filtro de energía de rayos X de baja absorción para aplicaciones a pequeña escala" . Optics Express . 17 (14): 11388-11398. Código Bibliográfico : 2009OExpr..1711388F . doi : 10.1364 / OE.17.011388 . PMID 19582053 .
enlaces externos
- Arndt Last. "Lentes de rayos X refractivos" . Consultado el 21 de noviembre de 2019 .