FR3088514A1 - Source et procede de generation de rayons x par interaction laser avec une cible - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une source de rayons X comprenant une source laser et une cible, la source laser étant adaptée pour générer un faisceau d'impulsions ultra-brèves, et des moyens adaptés pour diriger le faisceau d'impulsions ultra-brèves dans une zone d'interaction avec la cible. Selon l'invention, la cible est à ruban (15) défilant et la source de rayons X comporte un axicon (20) disposé sur un trajet optique entre la source laser et la cible à ruban (15) défilant.
Description
Domaine technique auquel se rapporte l'invention
La présente invention concerne de manière générale le domaine technique des sources de rayons X.
Elle concerne plus particulièrement une source de rayons X opérant par interaction entre un faisceau laser et une cible.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE
Les sources de rayons X sont notamment utilisées dans des applications à l’imagerie au travers de corps ou objets, notamment en imagerie médicale.
Dans le domaine des sources de rayons X, il est connu d’utiliser un tube à rayons X dans lequel une tension électrique est appliquée sur une électrode en matériau cible. Toutefois, les systèmes de sources basés sur un tube à rayons X présentent d’une part une zone d’émission étendue, qui nuit à la résolution spatiale en imagerie de rayons X et, d’autre part, ne sont pas accordables spectralement.
Plus récemment sont apparues des sources de rayons X basées sur une interaction entre un faisceau laser impulsionnel intense et une cible formée dans un matériau cible ou matériau de conversion. Lorsqu’un faisceau laser est focalisé sur la cible, l’interaction laser-matière entraîne l’émission de rayonnement X lorsque l’intensité lumineuse est de l’ordre de 1019 W.cm'2 Pour atteindre un tel niveau d’intensité cible, le faisceau laser doit être de forte puissance, de préférence avec des impulsions ultra-brèves (< 1 ps) et être focalisé dans une zone de très petites dimensions de manière à obtenir une concentration maximale de l’énergie lumineuse. Dans ces conditions, la zone d’interaction entre le laser et la cible devient un émetteur secondaire de rayons X. Le laser en interaction avec la cible forme ainsi une source de rayons X.
A chaque impulsion laser une partie de la cible solide est ablatée sur une surface ayant des dimensions de l’ordre de la tache focale. La cible est donc localement détruite à chaque tir laser. Un système de laser impulsionnel de forte puissance moyenne et de forte puissance crête considéré pour une source de rayons X a généralement une cadence, ou fréquence de répétition, de l’ordre quelques hertz (Hz) à quelques milliers de hertz.
Dans le domaine des sources de rayons X basées sur une interaction laser-cible, on connaît différents systèmes adaptés pour renouveler le matériau de la cible par déplacement de la cible par rapport au faisceau laser de manière à déplacer la zone d’interaction sur la cible tout en maintenant fixe la zone d’émission des rayons X. Pour des cadences laser supérieures à quelques Hz, le déplacement de la cible est généralement continu avec une vitesse de déplacement adaptée en fonction de la cadence des tirs laser de manière à ce que les impacts des impulsions laser successives soient séparés spatialement sur la cible.
On connaît en particulier une source de rayons X comprenant un disque d’épaisseur millimétrique. Le disque peut être constitué de matériau cible ou comporter une couche de quelques dizaines de microns d’épaisseur en matériau cible fixée sur une face avant d’un support d’épaisseur millimétrique. Un faisceau d’impulsions laser est focalisé sur la face avant du disque pour générer des rayons X. Le rayonnement X est collecté en face avant du disque, où a lieu l’interaction laser-matière. Le déplacement du disque suivant un mouvement combiné de rotation autour de son axe et de translation transversalement à son axe permet de déplacer la zone de focalisation du faisceau laser sur la surface du disque cible. Toutefois, pour augmenter la durée de vie du disque-cible, il est nécessaire d’augmenter le diamètre du disque, ce qui entraîne une forte augmentation du poids et de l’encombrement de la source de rayons X.
Il existe aussi des sources de rayons X basées sur l’interaction d’un faisceau laser impulsionnel avec une cible sous forme de ruban mince défilant. Toutefois, le positionnement relatif précis et stable du ruban par rapport au faisceau laser est plus problématique qu’avec une source sous forme de disque tournant.
Or, quelle que soit la forme de la cible, le déplacement de la cible par rapport au faisceau laser doit être effectué avec une précision opto-mécanique d’ordre micrométrique ou sub-micrométrique pour maintenir la zone de focalisation du laser sur la cible de façon à obtenir le régime d’interaction laser-matière souhaité, et à garantir la stabilité de positionnement de la zone d’émission X. Cette précision micrométrique requiert un système de déplacement mécanique de haute précision, qui est donc coûteux. Cependant, la plupart des systèmes de déplacement présentent des instabilités mécaniques par exemple de type vibratoire dont l’amplitude peut atteindre plusieurs dizaines ou même centaines de micromètres (ou pm). De plus, les cibles peuvent aussi présenter des imperfections de surface et/ou d’épaisseur ayant une amplitude supérieure à quelques dizaines de micromètres. La combinaison des instabilités du système de déplacement et des imperfections de la cible est susceptible d’entraîner des instabilités dans l’intensité du rayonnement X généré par interaction laser-cible.
Néanmoins, les sources de rayons X par interaction laser-matière ont des propriétés relatives à la taille du volume émetteur et plus précisément de la taille très petite de la zone d’émission, qui permet une meilleure résolution spatiale en imagerie. De plus, les sources de rayons X par interaction laser-cible permettent d’accorder le spectre de rayons X émis en fonction du matériau cible choisi. Enfin, l’aspect impulsionnel de ces sources de rayons X ouvre la voie à des applications en laboratoire de recherche, par exemple pour des études dynamiques en physique des matériaux, en recherche d’imagerie médicale ou encore dans le contrôle industriel non-destructif.
Toutefois, les sources de rayons X par interaction laser-matière disponibles actuellement ne sont pas conçues pour des applications industrielles ou des applications médicales en dehors de la recherche scientifique.
Pour de telles applications, il est souhaitable de disposer d’une source de rayons X offrant une facilité d’utilisation pendant une durée allongée, sans intervention sur le matériau cible et sans augmenter l’encombrement de la source et générant un rayonnement X d’intensité stable en fonction du temps.
Il est souhaitable de proposer une source de rayons X de fabrication industrielle, d’utilisation aisée et de moindre coût.
Objet de l’invention
Afin de remédier aux inconvénients précités de l’état de la technique, la présente invention propose une source de rayons X comprenant une source laser, la source laser étant adaptée pour générer un faisceau d’impulsions ultra-brèves, une cible en matériau solide et des moyens adaptés pour diriger le faisceau d’impulsions ultra-brèves dans une zone d’interaction avec la cible.
Plus particulièrement, on propose selon l’invention une source de rayons X dans laquelle la cible est à ruban défilant et la source de rayons X comporte un axicon disposé sur un trajet optique du faisceau d’impulsions ultra-brèves entre la source laser et la cible à ruban défilant.
D’autres caractéristiques non limitatives et avantageuses de la source de rayons X conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes :
- la source laser génère un faisceau d’impulsions ultra-brèves ayant une distribution spatiale gaussienne ;
- laquelle l’axicon est adapté pour recevoir le faisceau source de distribution spatiale gaussienne et former un faisceau focalisé de distribution spatiale comprenant au moins un filament de Bessel s’étendant parallèlement à un axe optique longitudinal,
- l’axicon comporte une lentille réfractive ayant une forme conique de révolution présentant un angle au sommet compris entre 91 et 179 degrés ;
- la source de rayons X comporte un système optique afocal disposé entre l’axicon et la cible à ruban défilant ;
le système optique afocal a un grandissement longitudinal inférieur à 1 ;
- le matériau de la cible est choisi parmi du cuivre, molybdène et/ou du tungstène ;
- la source de rayons X comporte un dispositif adapté pour entrainer un déplacement de la cible à ruban défilant ;
- le ruban a une épaisseur comprise entre 10 micromètres et 100 micromètres.
L’invention propose également un procédé de génération de rayons X comprenant les étapes suivantes :
- génération d’un faisceau source d’impulsions ultra-brèves ;
- réception du faisceau source par un système optique comprenant au moins un axicon, l’axicon étant adapté pour former un faisceau d’impulsions ultrabrèves focalisé dans une zone d’interaction entre le laser et une cible à ruban défilant.
Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.
Description detaillee d’un exemple de realisation
De plus, diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description annexée effectuée en référence aux dessins qui illustrent des formes, non limitatives, de réalisation de l'invention et où :
- la figure 1 illustre schématiquement les déplacements relatifs entre un ruban de matériau cible et un faisceau laser impulsionnel dans la zone d’interaction d’une source de rayons X par interaction laser-cible à ruban ;
- la figure 2 représente schématiquement une source de rayons X par interaction laser-cible à ruban selon un premier mode de réalisation, basé sur une lentille axicon ;
- la figure 3 représente schématiquement le fonctionnement de la source de rayons X selon le premier mode de réalisation ;
- la figure 4 illustre une image en 2D du profil de fluence d’un faisceau laser en sortie d’une lentille axicon ;
- la figure 5 représente le profil longitudinal d’intensité de la frange centrale d’un faisceau laser en sortie de la lentille axicon ;
- la figure 6 représente le profil transverse d’intensité de la frange centrale d’un faisceau laser en sortie de la lentille axicon ;
- la figure 7 représente schématiquement une source de rayons X par interaction laser-cible à ruban selon un deuxième mode de réalisation ;
- la figure 8 représente le profil longitudinal d’intensité de la frange centrale d’un faisceau laser obtenu dans le deuxième mode de réalisation.
Il est à noter que sur ces figures les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différentes variantes peuvent présenter les mêmes références.
La présente divulgation concerne plus précisément une source de rayons X par interaction entre un faisceau laser et une cible sous forme de ruban défilant.
Dispositif et Procédé
La figure 1 représente schématiquement le fonctionnement d’une telle source de rayons X.
La source de rayons X est disposée dans une enceinte à vide. L’enceinte à vide comporte généralement un boîtier en matériau de blindage adapté pour absorber les rayons X, le boîtier comportant une ouverture munie d’un hublot adapté pour recevoir un faisceau d’impulsions laser 40. La cible est de préférence une cible sous forme de ruban défilant. Le ruban est constitué d’un seul matériau ou d’un empilement multicouches ou encore de plusieurs bandes parallèles de matériaux différents. En option, le ruban peut être texturé de manière à favoriser la conversion des rayons X lors de l’interaction laser-matière. Un système optique (non représenté sur la figure 1), par exemple à lentille, focalise le faisceau d’impulsions laser 40 à travers le hublot dans une zone d’interaction sur une face avant du ruban 15 de matériau cible. Le matériau de la cible est par exemple choisi parmi du cuivre, molybdène et/ou du tungstène dans les applications à l’imagerie médicale. Toutefois, ces exemples ne sont nullement limitatifs, la plupart des matériaux solides étant utilisables de manière plus générale. Le boîtier comporte une autre ouverture munie d’un autre hublot adapté pour le passage d’un faisceau 50 de rayons X émis en face arrière du ruban 15. Plus précisément, l’émission de rayons X se produit dans un volume en trois dimensions. Latéralement, ce volume est un peu plus grand que la tache focale laser. En profondeur, ce volume représente soit une fraction de l’épaisseur du ruban soit toute l’épaisseur du ruban.
Le faisceau laser 40 génère des impulsions ultra-brèves. De façon préférée, Le faisceau laser 40 génère des impulsions ultra-brèves de durée comprise entre quelques femtosecondes (fs) et quelques ps. Le faisceau laser a une puissance comprise entre quelques watts (W) et quelques kilowatts (kW). Dans un exemple, le faisceau laser 40 génère des impulsions ayant une durée de 300 fs, une puissance de 20 mJ à une fréquence de répétition de 100 Hz. Le faisceau laser a par exemple une puissance crête comprise entre 1011 et 4x1012W.
Le ruban défile suivant une direction OZ dans un repère orthonormé (OX, OY, OZ), la direction latérale étant la direction OY. Dans ce repère, les rayons X sont émis de manière isotrope mais sont collectés pour être utilisés par exemple autour de la direction OX, qui correspond à la direction où est placé le hublot de sortie pour les rayons X. Dans la zone d’interaction, le ruban est localement dans un plan YZ. Selon les lois de la physique d’interaction laser-matière, l’émission de rayons X est isotrope si les effets de réabsorption de la cible sont négligeables. L’épaisseur du ruban de matériau cible est choisie suffisamment fine pour que son absorption dans la gamme d’intérêt du spectre de rayons X soit faible. L’épaisseur du ruban est généralement comprise entre 10 pm et 100 pm, par exemple de 50 pm. La largeur du ruban est généralement comprise entre quelques mm et quelques cm. La longueur du ruban est généralement comprise entre quelques mètres et plusieurs centaines de mètres, par exemple de 150 m.
Plus précisément, la figure 1 illustre l’impact des impulsions d’un faisceau laser sur le ruban de matériau cible en fonction du déplacement du ruban. Chaque impulsion laser produit un trou 5 dans le ruban 15. Le système d’entrainement du ruban induit un déplacement longitudinal 33 du ruban dans le sens de la longueur du ruban dans la zone d’interaction. Le déplacement longitudinal 33 s’effectue généralement à une vitesse constante, par exemple de 0.1 m/s. La cadence des tirs laser détermine la durée entre deux impulsions consécutives. Par exemple, la cadence des tirs laser est comprise entre 102 Hz et 104 Hz. On en déduit la distance D entre deux trous 5 dans le ruban 15.
Selon une variante, la source de rayons X comporte en outre un actionneur adapté pour produire un déplacement latéral 34 du ruban. Ce déplacement permet d’utiliser une surface maximum du ruban. Par exemple, on utilise un déplacement longitudinal 33 pour faire défiler le ruban dans un sens d’une première extrémité à l’autre extrémité du ruban. Puis, on applique un déplacement latéral 34, par exemple de 100 pm, et on fait défiler le ruban en sens inverse. Ainsi, les trous 5 formés dans le sens aller sont décalés latéralement par rapport aux trous formés dans le sens retour. Selon la largeur du ruban 15 et les dimensions des trous 5, il est possible de faire deux aller-retours ou plus en utilisant le même ruban 15. Cette configuration permet d’allonger la durée d’utilisation d’un ruban. Selon une variante particulière, le ruban 15 est constitué de deux bandes de matériaux différents disposées côte à côte dans le sens de la longueur du ruban. Ainsi, un déplacement latéral 34 permet de changer le matériau cible sans changer de cassette. L’utilisation de deux matériaux cibles permet d’accorder le spectre de rayons X.
Toutefois, pour obtenir une intensité lumineuse du faisceau laser focalisé sur le ruban-cible de l’ordre de 1019 W/cm2, il est nécessaire, compte tenu de la puissance actuelle des lasers, de focaliser le faisceau laser sur un spot ayant un diamètre de l’ordre de 5 microns à 1/e2 du maximum d’intensité et à une longueur d’onde proche de 1 pm. Dans ces conditions, la distance de Rayleigh, c’est-à-dire la longueur suivant l’axe optique 45 où la taille d’un faisceau gaussien peut grossièrement être considérée comme constante, est limitée à environ ± 20 pm. Par conséquent, pour obtenir la génération efficace de rayons X par interaction laser-cible à ruban, il est nécessaire de positionner la cible, ici le ruban 15, par rapport au spot laser focalisé avec une précision longitudinale de l’ordre de ± 20 pm.
Or, comme indiqué plus haut, la cible présente des instabilités dues au mouvement de la cible et/ou des imperfections, qui ne permettent pas de garantir le positionnement longitudinal de la cible avec une telle contrainte longitudinale. De plus, la focalisation d’un faisceau d’impulsions laser ultra-brèves et de forte puissance génère des débris risquant d’endommager un système optique à lentilles.
La présente divulgation propose d’utiliser un composant optique de type axicon adapté pour focaliser le faisceau laser 40 incident sur la cible 15 en allongeant la zone de focalisation du faisceau laser.
La figure 2 représente un exemple de composant optique de type axicon en transmission. L’axicon 20 est ici de forme conique de révolution autour de l’axe optique 45. Le matériau de l’axicon est généralement du verre, d’indice optique de réfraction n proche de 1,5. L’axicon a un angle au sommet noté Θ. Dans l’exemple représenté, θ = 160 degrés. L’axicon 20 reçoit le faisceau lumineux incident 40 qui se propage suivant l’axe optique longitudinal 45. L’axe optique de l’axicon est ici aligné sur l’axe optique du faisceau laser 40 incident. De manière connue, l’axicon dévie le faisceau incident 40 collimaté et forme un faisceau conique 41. On note β l’angle de déviation du faisceau. L’angle de déviation β est donné par la formule suivante :
β = 2 * asin[sin Q) * n] — a Eq 1 où α =(π - θ)/2 , avec Θ indiqué sur la Figure 2. Pour l’axicon considéré, l’angle de déviation β est d’environ 5 degrés.
La figure 3 illustre la transformation par un axicon 20 d’un faisceau incident en faisceau non diffractif. Après traversée de l’axicon 20, le faisceau conique 41 est convergent et interfère avec lui-même. Par interférences, le faisceau conique 41 forme, dans la zone d’interférences 44, un faisceau de Bessel ayant des franges d’interférences disposées concentriquement autour de l’axe optique 45. Les franges d’interférences comportent généralement une frange centrale de Bessel 42 s’étendant le long de l’axe optique 45 et des franges latérales de Bessel 43 disposées en anneaux autour de la frange centrale de Bessel 42 s’étendant parallèlement à l’axe optique 45. La frange centrale de Bessel 42 forme un filament central non diffractif.
La zone d’interférence 44 s’étend longitudinalement entre un point F1 situé au sommet de l’axicon 20 et un point F2 sur l’axe optique 45.
La figure 4 illustre une image de la fluence F d’un faisceau de Bessel formé par un axicon 20 dans un plan XZ. On observe que le faisceau de Bessel forme un filament central intense allongé suivant l’axe X et étroit dans la direction transverse Z. La longueur du filament central de Bessel dépend de l’angle prismatique Θ ou, autrement dit, de l’angle de déviation β. La longueur du filament central de Bessel suivant l’axe X peut s’étendre sur plusieurs centaines de microns et même plus d’une dizaine de mm.
La figure 5 illustre une mesure de distribution d’intensité longitudinale d’un filament central de Bessel. La figure 6 illustre une mesure de distribution d’intensité radiale du même filament central de Bessel. La dimension transverse de la frange centrale, qui dépend de l’angle β, est de l’ordre de un à plusieurs micromètres.
Comme indiqué sur les figures 2 et 3, la cible, par exemple sous forme de ruban 15 défilant suivant l’axe Z, est disposée dans la zone d’interférences 44 du faisceau conique 41 transversalement à l’axe optique 45. Ainsi, la frange centrale de Bessel 42 est incidente sur la cible en un point 48. Les dimensions transverses de la frange centrale de Bessel 42 limitent l’étendue transverse de la zone d’interaction du faisceau laser avec la cible.
De plus, l’étendue longitudinale de la frange centrale de Bessel 42 permet de relâcher les contraintes de positionnement longitudinal du faisceau laser par rapport à la cible. Même si la cible subit des mouvements ou des vibrations lors de son déplacement, elle reste dans la zone d’interférence 44. Comme le profil d’intensité longitudinal de la frange centrale varie lentement (voir figure 5), les variations de position de la cible suivant l’axe optique 45 ont peu d’effet sur l’intensité du faisceau laser en interaction avec la cible. Ce dispositif permet d’assurer la focalisation du faisceau laser sur une zone de très petites dimensions transverses avec une grande tolérance de positionnement de la cible suivant l’axe optique 45.
Pour un faisceau laser de diamètre db = 3 mm, incident sur un axicon tel que Θ = 160 degrés, la longueur L de la frange centrale de Bessel 42, qui correspond approximativement à la distance F1F2 sur la figure 2, est égale à (db/2)/tan(3) soit environ 17 mm. Le diamètre transverse, noté 4>Bessei de la frange centrale de Bessel 42 est donné par la formule connue , 2.44ΧΛ ·— „ &Bessel — Eq 2
Besset πχ5ιη(β)
Pour une longueur d’onde λ de 1030 nm, le diamètre transverse 4>Bessei est égal à environ 9 pm.
Dans certaines applications il est souhaitable de concentrer spatialement le faisceau non diffractif à la fois longitudinalement et transversalement.
A cet effet, la figure 7 illustre un deuxième mode de réalisation d’une source de rayons X par interaction laser-cible. Dans ce deuxième mode de réalisation, on dispose un autre système optique 25 en aval de l’axicon 20. Le système optique 25 comprend par exemple deux lentilles convergentes classiques disposées de manière à former un système optique afocal. De préférence, le système optique 25 a un grandissement longitudinal inférieur à 1. De façon particulièrement avantageuse, le système optique 25 afocal est télescopique.
A titre d’exemple non limitatif, le système optique 25 afocal comporte une première lentille 21 et une deuxième lentille 22. La première lentille 21 a une longueur focale de 650 mm et la deuxième lentille 22 une longueur focale de 100 mm. Le système optique 25 afocal forme une image 46 de la frange centrale de Bessel 42. La cible, par exemple à ruban 15, est disposée en aval du système optique 25 dans la zone de l’image 46 de la frange centrale de Bessel 42.
Par exemple, le système optique 25 présente un grandissement longitudinal égal à environ 1/43. On utilise les valeurs de l’axicon décrit plus haut, qui forme une frange centrale de Bessel ayant une longueur L de 17 mm. Ainsi, la longueur £ de l’image 46 de la frange centrale de Bessel, est égale à 17mm/43 ~ 400 pm. Dans ce cas, le diamètre transverse de l’image 46 de la frange centrale sur la cible est d’environ 9/6.5 ~1,4pm.
La figure 8 représente la profondeur de champ en sortie de l’axicon (dans le premier mode de réalisation) ou, respectivement, de la combinaison de l’axicon et du système optique 25 afocal (dans le deuxième mode de réalisation). La profondeur de champ, notée P, est ici définie comme l’étendue longitudinale dans la frange centrale de Bessel 42 ou, respectivement, dans l’image 46 de la frange centrale, où l’intensité est supérieure ou égale à 50% du maximum d’intensité.
Dans le premier mode de réalisation, la longueur L de la frange centrale de
Bessel 42 est de 17 mm, ce qui correspond à une profondeur de champ P d’environ 9 mm.
Dans le deuxième mode de réalisation, la longueur ί de l’image 46 de la frange centrale de Bessel est d’environ 400 pm, ce qui correspond à une profondeur de champ P d’environ 200 pm. Une cible à ruban 15 défilant est positionnée dans la zone de profondeur de champ de l’image 46 avec une précision axiale de ± 100 pm sans requérir de système mécanique de positionnement de haute précision. De plus, le système de l’invention ne requiert pas non plus d’asservissement par autofocus de la focalisation du faisceau laser sur la cible. L’image 46 de la frange centrale de Bessel reste sur la cible 15 dans la zone de profondeur de champ P pendant les déplacements 33 et/ou 34 de la cible, même si ces déplacements entraînent un déplacement axial de la cible de ± 100 pm suivant l’axe optique 45.
La présente divulgation permet d’obtenir un éclairement lumineux très élevé, de l’ordre de 1019 W/cm2 sur la cible pour un laser de puissance crête aux alentours de 4x1012 W. De plus, le positionnement du faisceau laser par rapport à la cible est reproductible et stable. Le positionnement relatif du faisceau laser et de la cible est insensible aux instabilités mécaniques de la cible, qui reste dans la profondeur de champ P de la frange centrale du faisceau de Bessel ou de son image. Ce système permet de générer un rayonnement X d’intensité stable pour chaque impulsion laser.
L’invention permet aussi de s’affranchir des défauts de surface et/ou d’épaisseur de la cible d’amplitude inférieure à une centaine de micromètres. Le changement ou le remplacement de la cible est aisé. La mise en place d’une nouvelle cible ne requiert pas de positionnement de haute précision, long et coûteux.
Bien entendu, diverses autres modifications peuvent être apportées à l’invention dans le cadre des revendications annexées.
Claims (10)
- REVENDICATIONS1. Source de rayons X comprenant une source laser et une cible en matériau solide, la source laser étant adaptée pour générer un faisceau d’impulsions ultra-brèves, et des moyens adaptés pour diriger le faisceau d’impulsions ultra-brèves dans une zone d’interaction avec la cible, caractérisée en ce que :la cible étant à ruban (15) défilant, la source de rayons X comporte un axicon (20) disposé sur un trajet optique entre la source laser et la cible à ruban (15) défilant.
- 2. Source de rayons X selon la revendication 1 dans laquelle la source laser génère un faisceau d’impulsions ultra-brèves ayant une distribution spatiale gaussienne.
- 3. Source de rayons X selon la revendication 2 dans laquelle l’axicon (20) est adapté pour recevoir le faisceau source de distribution spatiale gaussienne et former un faisceau focalisé de distribution spatiale comprenant au moins un filament de Bessel (42) s’étendant parallèlement à un axe optique longitudinal (45).
- 4. Source de rayons X selon l’une des revendications 1 à 3 dans laquelle l’axicon (20) comporte une lentille réfractive ayant une forme conique de révolution présentant un angle au sommet compris entre 91 et 179 degrés.
- 5. Source de rayons X selon l’une des revendications 1 à 4 comportant un système optique afocal (21, 22, 25) disposé entre l’axicon (20) et la cible à ruban (15) défilant.
- 6. Source de rayons X selon la revendication 5 dans laquelle le système optique afocal (21, 22, 25) a un grandissement longitudinal inférieur à 1.
- 7. Source de rayons X selon l’une des revendications 1 à 6 dans laquelle le matériau de la cible est choisi parmi du cuivre, molybdène et/ou du tungstène.
- 8. Source de rayons X selon l’une des revendications 1 à 7 comportant un dispositif adapté pour entrainer un déplacement de la cible à ruban défilant.5
- 9. Source de rayons X selon la revendication 8 dans laquelle le ruban a une épaisseur comprise entre 10 micromètres et 100 micromètres.
- 10. Procédé de génération de rayons X comprenant les étapes suivantes :10 - génération d’un faisceau source d’impulsions ultra-brèves ;réception du faisceau source par un système optique comprenant au moins un axicon, l’axicon étant adapté pour former un faisceau d’impulsions ultrabrèves focalisé dans une zone d’interaction entre le laser et une cible à ruban (15) défilant.
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Citations (2)
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| US4630274A (en) * | 1983-11-24 | 1986-12-16 | Max-Planck-Geselschaft Zur Foerderung Der Wissenschaften E.V. | Method and apparatus for generating short intensive pulses of electromagnetic radiation in the wavelength range below about 100 nm |
| US20020171817A1 (en) * | 1999-12-08 | 2002-11-21 | Daniele Babonneau | Lithography device wich uses a source of radiation in the extreme ultraviolet range and multi-layered mirrors with a broad spectral band in this range |
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-
2019
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- 2019-11-12 WO PCT/FR2019/052688 patent/WO2020099776A2/fr unknown
Patent Citations (2)
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| LAYER B D ET AL: "Slow wave plasma structures for direct electron acceleration; Slow wave plasma structures for direct electron acceleration", NEW JOURNAL OF PHYSICS, INSTITUTE OF PHYSICS PUBLISHING, BRISTOL, GB, vol. 12, no. 9, 1 September 2010 (2010-09-01), pages 95011, XP020183160, ISSN: 1367-2630 * |
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