Современная электроника №1/2020

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 28 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 1 2020 распространения радиационных пото- ков и сопоставить её с модельюмного- кратного последовательного полного внешнего отражения квазимонохрома- тических потоков рентгеновского излу- чения. На рисунке 2 показаны схемы, визуализирующие эти модели. Модель многократного полно- го внешнего отражения (см. рис. 2а) характеризуется образованием набо- ра локальных областей интерферен- ционного поля стоячей рентгеновской волны в пространстве щелевого зазора, образованного плоскими полирован- ными рефлекторами. Вследствие непре- рывности поля оно, экспоненциально затухая, заполняет объёмы материала рефлекторов. При этом возможны два варианта распространения потока в соответствии с данным механизмом в зависимости от наличия или отсутствия сфазированности последовательных отражений. При сфазированном отра- жении объёмы рефлекторов не требу- ют перевозбуждения, и радиационный поток успешно транспортируется щеле- вым зазором. При отсутствии сфази- рованности каждое последовательное отражение перевозбуждает рефлектор- ные объёмы, приводя к резкому умень- шениюинтенсивности транспортируе- мого потока. Таким образом, механизм многократного полного внешнего отра- жения оказывается эффективным лишь при попадании в щелевой зазор строго параллельного радиационного потока под определёнными углами к оси про- тяжённой рентгеноводной структуры, которые получили название «магиче- ских». В рентгеновской фотонике этот механизм составил основу рентгенов- ской поликапиллярной оптики. При уменьшении расстояния между рефлекторами, составляющими пло- ский протяжённый щелевой зазор, до величины меньше половины длины когерентности транспортируемого излучения локальные области интер- ференционного поля стоячей рент- геновской волны сливаются, обра- зуя однородное интерференционное поле стоячей рентгеновской волны во всём пространстве щелевого зазо- ра. Именно появление однородности является важнейшим фактором само- организации квазимонохроматиче- ского рентгеновского потока при его попадании в сверхузкое щелевое про- странство. При этом существенно меня- ются и особенности транспортировки радиационного потока. В стационар- ном режиме его прохождения объёмы рефлекторов, получив возбуждение на начальном этапе, более не испытывают перевозбуждения. В результате протя- жённыйщелевой зазор, сформирован- ный этими рефлекторами, транспор- тирует поток почти без ослабления. Более того, для наноразмерных протя- жённых щелевых зазоров оказывается бессмысленным понятие «магических» углов, поскольку однородное интерфе- ренционное поле стоячей рентгенов- ской волны образуется при попадании строго параллельного рентгеновского квазимонохроматического потока под любым углом к осищелевого зазора, не превышающим критического угла пол- ного внешнего отражения транспорти- руемого излучения для материала реф- лектора. Устройства, функционирую- щие в рамках нового механизма, были названы плоскими рентгеновскими волноводами-резонаторами (ПРВР) [9]. Кроме того, оказалось, что этот меха- низм возможно реализовать не только в условиях явления полного внешнего отражения, но и в рамках явления брэг- говской дифракции. Реализация брэг- говского отражения c использовани- ем монокристаллического рефлекто- ра представляется существенно более сложной задачей в сравнении с выпол- нением исследований в рамках явления полного внешнего отражения. Если для изучения особенностей явления пол- ного внешнего отражения достаточ- но иметь монокристаллические или аморфные полированные рефлекторы с неискажённым поверхностным слоем, то для изучения явления брэгговского отражения необходимымонокристал- лические рефлекторы высокого струк- турного совершенства с неискажённой полированной поверхностью и воз- можностью его точной ориентировки по всем трём кристаллографическим направлениям. Явление многократного последовательного брэгговского отра- жения впервые было эксперименталь- но реализовано в исследованиях Бон- зе и Харта [10]. Им удалось изготовить плоский протяжённый щелевой зазор шириной 8 мм, используя в качестве отражающих рефлекторов низкодис- локационные монокристаллы кремния и германия с кристаллографической ориентацией [220]. Нам также удалось построить аналогичное устройство, использовав ориентированные моно- кристаллыNaCl [11]. Оно, как и в случае применения монохроматоров Бонзе– Харта, показало существенное повыше- ние монохроматичностиформируемо- го рентгеновского пучка, но при значи- тельном снижении его интегральной Рис. 2. Схематическое представление транспортировки потока квазимонохроматического рентгеновского излучения плоским протяжённым щелевым зазором в соответствии с механизмами многократного последовательного полного внешнего и брэгговского отражений (а) и его волноводно-резонансного распространения (б) Z E 0 E 0 X s а б E R E R ϕ ϕ λ 0 λ 0 ϕ