Русские зеркала из кремния для мощных источников синхротронного излучения

Их создали русские парни. Есть фамилии с русским окончаниями. Русская наука развивается

06.03.2025

Ученые ФИЦ ИПФ РАН создали технологию изготовления высокоточных зеркал на основе монокристаллического кремния. Это первая в России оптика, способная выдерживать мощные пучки рентгеновского излучения без ухудшения качества отраженных волновых фронтов, а также получать сфокусированные пучки размером в сотни нанометров. Этот результат получен в рамках выполнения грантов РНФ (№21-72-30029) и ФНТП «Синхротронные и нейтронные исследования».

Высокоточные зеркала из кремния востребованы на установках, где ожидаются высокие тепловые нагрузки, например, на станциях синхротронов 4-го поколения и лазерах на свободных электронах. В России к ним относятся введенный в строй в Новосибирске СКИФ и строящийся в Подмосковье СИЛА. Оптические элементы из других материалов неизбежно будут менять форму, ухудшая фокусирующие и спектральные свойства приборов. По сравнению с ними кремний обладает лучшими теплофизическими свойствами. Однако обработка кремния с ангстремными (атомарными) точностями, особенно его криволинейных поверхностей, до сих пор оставалась очень трудной задачей.

Научный коллектив отдела рентгеновской оптики Института физики микроструктур РАН (филиал ФИЦ «Институт прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова РАН») разработал свой набор методов обработки монокристаллического кремния и методик измерения. Методы включают стадию химико-механической полировки, ионно-пучковую обработку, обеспечивающую финальную полировку, придание исходно плоской или сферической поверхности требуемый сложный профиль (асферизацию) и коррекцию локальных ошибок формы. Также были разработаны алгоритмы и программное обеспечение для измерения формы поверхности подложек, чьи размеры превышают рабочую апертуру (диаметр лазерного пучка) интерферометра.