Современная электроника №1/2020

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 29 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 1 2020 интенсивности. Визуализация моде- ли многократного последовательного брэгговского отражения потока рент- геновского излучения, несмотря на существенное отличие его механизма в сравнении с многократным последо- вательным полным внешним отражени- ем, вполне соответствует схеме, пред- ставленной на рисунке 2. Естественно ожидать, что при уменьшении расстоя- ния между взаимно ориентированными монокристаллическими рефлекторами, образующими рентгеноводный щеле- вой зазор, до величиныменьше полови- ны длины когерентности транспорти- руемого излучения будут реализованы условия транспортировки потока ква- зимонохроматического рентгеновско- го излучения по механизму его волно- водно-резонансного распространения. В отличие от волноводно-резонансных структур, функционирующих в рамках явления полного внешнего отражения рентгеновского излучения, подобные брэгговские устройства, названные волноводно-резонансными ячейками Брега-Лауэ (ВРЯБЛ), характеризуют- ся периодом стоячих рентгеновских волн в однородном интерференцион- ном поле, возникающем во всём про- странстве щелевого зазора, мало отли- чающемся от длины волны транспор- тируемого излучения. В то же время визуальная схема распространения рентгеновской радиации в устройствах типа ВРЯБЛ не отличается от схемы её транспортировки с помощью ПРВР (см. рис. 2б). Единственным отличием в этом случае будут величины угла раз- ворота рентгеновского потока в усло- виях применения устройств, построен- ных на базе использования разнораз- мерных рефлекторов. Устройства типа ПРВР вследствие малости углов полного внешнего отражения оказываются спо- собными развернуть поток рентгенов- ского излучения почти без ослабления его интегральной интенсивности лишь на величины, не превышающие 1°. В то же время применение ВРЯБЛ позволя- ет разворачивать рентгеновские потоки почти без ослабления интенсивности на двойной брэгговский угол, составля- ющий десятки градусов. Этот факт явля- ется определяющим для разработки и построения рентгеновского импульс- ного лазера на базе кольцевого ради- ационного накопителя, составленно- го из комплекта ВРЯБЛ [12]. Подобные рентгено-лазерные установки смогут создать конкуренцию лазерам на сво- бодных электронах и рентгено-плаз- менным установкам в исследовани- ях быстро протекающих процессов в нановременной области. Общность интерференционных явлений дала основания полагать, что волноводно-резонансный механизм распространения радиационных пото- ков не является прерогативой, харак- терной только для рентгеновского излучения. Например, изучение осо- бенностей взаимодействия потоков оптического излучения с материалом задолго до экспериментального наблю- дения появления рентгеновских стоя- чих волн показало, что в стационарных условиях отражение световых пучков от материальных объектов генериру- ет возникновение оптических стоячих волн [13]. При этом диагностика осо- бенностей оптических стоячих волн представляется значительно более про- стой задачей по сравнению с изучени- ем их рентгеновских аналогов. Дело в том, что длина когерентности харак- теристических рентгеновских излу- чений, генерируемых лабораторными источниками, составляет десятки и сот- ни нанометров [14], в то время как для спектрометрической D-линии натрия (переход 3p → 3s, λ 0 =589,1 нм) длина когерентности составляет 350 мм, а для лазерных источников света этот параметр составляет десятки и сотни метров [14]. В то же время если принять во внимание общепринятый подход к интерпретации транспортировки пото- ков оптического излучения оптически- ми световодами (фиберами), то окажет- ся, что эта интерпретация основана на явлении многократного последователь- ного полного внутреннего отраже- ния [15–17]. Толщина светопроводя- щей сердцевины оптических фиберов варьируется от нескольких десятков микрометров до нескольких милли- метров. Поэтому очевидно, что обще- принятая интерпретация транспорти- ровки световых потоков оптическими волноводами, основанная на концеп- ции многократного полного внутрен- него отражения, является ошибочной. Поскольку длина когерентности опти- ческих потоков, распространяющихся по оптическим волноводам, во много раз превышает толщину (или диаметр) светопроводящей зоны этих волново- дов, оптические потоки в них транс- портируются в соответствии с механиз- мом волноводно-резонансного распро- странения. Именно по этой причине оптические фиберы демонстрируют высокую светопроводимость, которая заметно ухудшается при возникнове- нии поликристалличности в сердце- вине или обкладках фибера. В прак- тическом плане следует заметить, что новое понимание механизмов распро- странения световых потоков в оптиче- ских волноводно-резонансных струк- турах позволит легко адаптировать их к современной промышленной планар- ной кремниевой полупроводниковой микроэлектронике. Волноводно-резонансные эффек- ты характерны не только для квазимо- нохроматического излучения рентге- новского и оптического диапазонов. Само волноводно-резонансное распро- странение радиоволн наблюдается при образовании однородного интерферен- ционного поля стоячих радиационных волн в полых резонаторах [18], а также при прохождении радиоволн в ионос- фере [19]. В силу показанной выше общ- ности реализации механизма волно- водно-резонансного распространения оптических и радиационных потоков и всеобщности волновых процессов можно сделать заключение (предпо- ложение), что волноводно-резонансное распространение этих потоков является всеобщим волновым природным явле- нием. О взаимодействии потоков и про- ведённых экспериментах читайте в сле- дующем номере. Л ИТЕРАТУРА 1. V.K. Egorov, E.V. Egorov. Waveguide- resonance mechanism for X-ray beam propagation: physics and experimental background // Advances in X-ray Analysis. 2003, vol. 46, pp. 307–313. 2. M.A. Kumahov, F.F. Komarov. Multiple reflection of surface X-ray optics // Phys. Rept. 1990, vol. 191, pp. 289–350. 3. V.K. Egorov, E.V. Egorov. The experimental background and the model description for the waveguide-resonance propagation of X-ray radiation through a planar narrow extended slit // Spectrochimica Acta. B59 (2004) pp. 1049–1069. 4. K. Tsuji, F. Delalieux. Characterization of X-ray emerging beam between reflector and sample carrier in reflector – assisted TXRF analysis // X-ray spectrometry. 2004, vol. 44, pp. 281–284. 5. В.К. Егоров, Е.В. Егоров, М.С. Афанасьев. Особенности планарныхщелевых рент- геноводов, построенных на базе поликри- сталлических рефлекторов // Материалы 16-й Международной научно-техниче- ской конференции «Высокие технологии в промышленности России». ОАО ЦНИ- ТИ «Техномаш». Москва. 2010. С. 170–180.