Новости науки
26.02.01.
Голография в гамма-диапазоне.
Техника получения и воспроизведения трехмерного изображения
объекта - голография - известна уже более пятидесяти лет. Суть
метода состоит в следующем: объект освещается внешним источником,
отраженная от объекта волна (объектная волна) смешивается с волной
источника (опорная волна). В результате наложения этих двух волн
(подразумевается, что они когерентны) возникает пространственная
интерференционная картина, которая может быть записана в
прозрачной светочувствительной среде. Для реконструкции
изображения среда освещается тем же источником, который
использовался для записи изображения. В результате взаимодействия
со средой происходит трансформация падающей волны в объектную
волну и, таким образом, наблюдатель видит реконструированное
изображение объекта. Пятнадцать лет назад для получения голографических изображений
атомной структуры вещества был предложен метод голографии с
внутренним источником излучения. Было показано, что
интерференционная картина, формируемая излучением от источника,
находящегося внутри образца, может быть интерпретирована как
голографическое изображение локальной атомной структуры.
Естественно, такие изображения можно получать не в видимом
диапазоне спектра, а в рентгеновском или гамма-диапазоне. Удобство
данной методики состоит в том, что ее можно использовать не только
для исследования систем, характеризующимся дальним порядком, но и
для исследования кластеров, поверхностных адсорбатов, примесных
центров и т.д.
(a) Составные голограммы локальной структуры Fe с объемоцентрированной
кубической решеткой, являющиеся линейной суперпозицией двух голограмм
(слева - сумма, справа - разность), записанных на противоположных
сторонах мессбауэровского резонанса. (b) Расчетная картина для этих
двух случаев.
Изображения в гамма-диапазоне получаются следующим образом.
Образец, содержащий мессбауэровский изотоп (57Fe в
работе, о которой пойдет речь ниже), облучается гамма-лучами от
источника радиации (57Co). Падающие фотоны резонансно
поглощаются, и переизлучаясь (таким образом формируется опорная
волна) они могут упруго рассеиваться на других ядрах (объектные
волны). Смешивание опорной и рассеянных волн дает
интерференционную картину. Однако у подобной методики есть один
недостаток. Помимо истинного изображения формируется так
называемое сопряженное изображение. При определенных условиях это
происходит и в обычной голографии, однако при использовании
внутреннего источника истинное и сопряженное изображения совмещены
в пространстве, что приводит к искажению реконструируемой картины.
Более того, при определенных комбинациях энергии падающего
излучения и межатомных расстояний информация о некоторых
рассеивающих центрах попросту "выпадает" из реконструированного
трехмерного изображения. Авторы работы [1] нашли изящное решение проблемы. Оказывается,
если за счет эффекта Доплера слегка отстроиться от точного
мессбауэровского резонанса (оставаясь в пределах естественной
ширины линии) и записать с каждой стороны от резонанса по
голографическому изображению, то при наложении этих голограмм
можно получить высококачественное изображение локальной атомной
структуры (см. рис.), свободное от искажений и потерь.
1. P.Korecki, G.Materlik, J.Korecki. Phys.Rev.Lett. v.86, p. 1534
(2001).
|