利用桌面波导提供聚焦的X射线 同时产生和引导光束

通过同时产生和引导光束，层状阳极可以在一个方向上发出X射线，而无需使用镜子或大型加速器。

 
图片来源：哥廷根大学/朱利叶斯·希尔比格(Julius Hilbig)

尽管广泛使用x射线作为可视化固体对象内部特征的基本工具，但在实验室环境中很难以单个方向将亮光束发射到目标目标上。与发射高度准直光束的大型加速器不同，传统的小型辐射源会在所有方向上产生X射线辐射。一旦发出，X射线就很难用镜子或透镜操纵。

为了在明确定义的路径中获得明亮的X射线，哥廷根大学的Malte Vassholz和Tim Salditt现在已经开发并演示了一种直接在波导结构内生成辐射的方法。组成波导的层状材料在纳米级的通道内发出X射线，所产生的光束亮度比传统的μ焦点X射线管高出两个数量级。该方法可能会导致在实验室中进行软物质成像和相干散射实验的工具。

实验室规模的光源通过用高压加速的电子撞击金属阳极来产生X射线。当金属中的原子偏转并减慢这些电子时以及电子激发金属原子时，会以所有角度发射辐射。为了更好地控制金属发出X射线的角度，Vassholz和Salditt建立了一个类似三明治的结构，如图所示，该结构由嵌入在导向层和覆层之间的荧光金属层组成。研究人员使用由X射线管改装的仪器产生的高能电子束，激发了中央金属层，使中央金属层发出了X射线，并被聚集到引导层中。这些光束穿过引导层，并通过波导出口发射。

其他实验和计算表明，通过使用不同的金属或通过更改层的厚度，可以进一步提高发出的X射线的亮度。研究人员提出，该设计可以实现对微型结构的台式测量，而这些微型结构到目前为止只能使用同步加速器辐射进行访问。