СМИ о Лаборатории 2017-07-20T10:32:36+00:00

August 2018

Сотрудники БФУ им. И. Канта провели тестирование нового метода рентгеновской фазово-контрастной визуализации

С 18 по 24 июня сотрудники лаборатории «Рентгеновской оптики и физического материаловедения» БФУ им. И. Канта провели в Европейском Центре Синхротронного Излучения (ESRF, Гренобль, Франция) тестирование нового рентгеновского метода визуализации. Этот метод исследований позволяет получать изображений слабо поглощающих объектов, например биологических тканей, практически полностью прозрачных для рентгеновского излучения. Работа проводилась в рамках поддержанного ESRF проекта «Рентгеновская фазово-контрастная визуализация с использованием рентгеновского интерферометра на основе кремниевых преломляющих линз» (MI-1333 «X-ray phase-contrast imaging technique using an X-ray interferometer based on Si refractive lenses»). Заявка лаборатории прошла серьезный международный конкурсный отбор, что подтверждает ее актуальность и востребованность в научном сообществе.

Как и видимый свет, рентгеновское излучение имеет электромагнитную природу, однако при этом обладает уникальными свойствами, проявление которых наблюдается при взаимодействии с веществом. Благодаря малой длине волны (порядка размера атома) рентгеновские лучи способны пройти сквозь объекты, полностью непрозрачные для видимого света, формируя детальное представление об особенностях их внутреннего строения. Увидеть мельчайшие детали изучаемых структур становится возможным из-за частичного поглощения в них рентгеновских лучей и регистрации их степени ослабления. При этом современные методы рентгеновской микроскопии, основанные на элементах фокусирующей оптики, позволяют получать изображения таких объектов с высоким пространственным разрешением (десятки нанометров) в сотни раз превышающим возможности традиционной оптической микроскопии.

С другой стороны высокая проникающая способность рентгеновского излучения существенно затрудняет исследование так называемых слабо-поглощающих объектов (например, биологических тканей и структур), что делает их практически «невидимыми» для рентгеновских лучей. По этой причине, во всем мире на современных источниках синхротронного излучения решается задача развития методов, основанных не на амплитудном контрасте за счёт поглощения, а на фазовом контрасте, возникающем в результате интерференции когерентных лучей прошедших сквозь образец. Идея таких методов заключается в использовании специальных оптических устройств – рентгеновских интерферометров*, способных уловить мельчайшие искажения фазы электромагнитной волны прошедшей через изучаемый объект.

Как отмечают физики БФУ им. И. Канта, для решения задачи изображения слабо-поглощающих объектов применяются уже известные зеркальные интерферометры, а также интерферометры решеточного типа. Такие устройства формируют устойчивую интерференционную картину, чувствительную к слабым искажениям волнового фронта. Однако они имеют существенные конструкционные недостатки, ограничивающие возможность их использования в жестком диапазоне рентгеновского излучения (20–100 кэВ). Кроме того данные интерферометры не позволяют получить пространственное разрешение лучше 1микрона.

Рентгеновская интерферометрия на основе составных преломляющих планарных фокусирующих линз является новым разделом рентгеновской оптики, развитие которой только начинается. Она стала возможной благодаря, так называемым, многолинзовым интерферометрам, разработанными учеными БФУ совместно с Институтом проблем технологии микроэлектроники и особо чистых материалов Российской академии наук» (ИПТМ РАН, Черноголовка) в рамках реализации постановления Правительства РФ №220 (Мегагрант). Новые интерферометры способны формировать периодическую цепочку вторичных источников излучения с малым периодом и большой угловой расходимостью. Перекрываясь на некотором расстоянии, сформированные пучки создают устойчивую интерференционную картину, имеющую высокую чувствительность к фазовым искажениям волнового фронта, что позволяет достичь предельного нанометрового пространственного разрешения при исследовании слабо-поглощающих объектов.

Анатолий Снигирев, руководитель лаборатории рентгеновской оптики и физического материаловедения:

«Работа по рентгеновским интерферометрам является важной частью сотрудничества с Институтом […]

June 2018

13th International Conference on Synchrotron radiation Instrumentation (SRI 2018)

  1. Anatoly Snigirev «Applications of X-ray refractive optics for fourth generation synchrotrons»» Invited talks,A4: X-ray Optics (I),13th International Conference on Synchrotron radiation Instrumentation (SRI 2018), 11-16 June, 2018, Taipei, Taiwan
  2. Anatoly Snigirev, Dmitrii Zverev, Alexander Barannikov, and Irina Snigireva «X-ray refractive parabolic axicon lens» poster presentation PC1-16, 13th International Conference on Synchrotron radiation Instrumentation (SRI 2018), 11-16 June, 2018, Taipei, Taiwan.
  3. Irina Snigireva, Dmitri Zverev, Victor Kohn, and Anatoly Snigirev, «X-ray phase-contrast imaging by Si refractive bi-lens system» poster presentation PC3-03, 13th International Conference on Synchrotron radiation Instrumentation (SRI 2018), 11-16 June, 2018, Taipei, Taiwan
  4. Q. Zhang, M. Polikarpov, N. Klimova, H. B. Larsen, R. Mathiesen, H. Emerich, G. Thorkildsen, I. Snigireva and A. Snigirev «Study of Glitches Induced by Single-crystal Diamond Compound Refractive Lenses» poster presentation, 13th International Conference on Synchrotron radiation Instrumentation (SRI 2018), 11-16 June, 2018, Taipei, Taiwan.

Ссылка

Лаборатория «Рентгеновской оптики и физического материаловедения» и НИЦ «Курчатовский институт». Совместные исследования и первые шаги к успешному взаимодействию.

Сотрудники лаборатории «Рентгеновской оптики и физического материаловедения» совместно с коллегами из Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» провели серию модельных экспериментов по диагностике синхротронного источника и когерентному рентгеновскому имиджингу* на Курчатовском специализированном источнике синхротронного излучения «КИСИ-Курчатов» (г. Москва). НИЦ «Курчатовский институт» является одним из крупнейших научных центров России как по численности, так и по широте научных интересов и экспериментальных возможностей не только в атомной науке и технике, но и в различных областях физики. Основными направлениями деятельности Центра на сегодняшний день являются развитие безопасной ядерной энергетики, управляемый термоядерный синтез и плазменные процессы, ядерная физика низких и средних энергий, физика твёрдого тела. Кроме того, Курчатовский институт является головной организацией, координирующей международные научные мега-проекты в России, к числу которых следует отнести 2 новых синхротрона четвёртого поколения, решение о строительстве которых нашло отражение в последних указах президента России. Это важное для всего российского научного сообщества решение безусловно приобретает особое значение для БФУ. Созданная в рамках постановления 220 (Мегагрант) лаборатория рентгеновской оптики и физического материаловедения уже на протяжении последних пяти лет работает в тесном взаимодействии с Курчатовским институтом, разрабатывая новые рентгенооптические  технологии для новых установок МЕГАСАЙЕНС-класса. Необходимо отметить, что недавно на Петербургском международном экономическом форуме губернатором Калининградской области Антоном Алихановы, президентом Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» Михаилом Ковальчуком и ректором БФУ им. И. Канта Андреем Клемешевым было подписано соглашение о сотрудничестве с Курчатовским институтом, которое предусматривает создание филиала Курчатовского института в БФУ им. И. Канта.

В периоды 3 – 6 апреля   и   16 – 19 мая Петром Ершовым, Артемом Хегаем, под руководством Анатолия Снигирева (заведующий лаборатории «Рентгеновской оптики и физического материаловедения» БФУ им. И. Канта), совместно с коллегами Андреем Гогиным (Курчатовский комплекс синхротронно-нейтронных исследований) и Романом Сениным (Курчатовский центр синхротронного излучения и нанотехнологий) была проведена серия экспериментов на станции рентгеновской топографии и микротомографии «РТ-МТ». Научно-исследовательские работы проводились в рамках договора о совместных исследованиях между БФУ и НИЦ «Курчатовский институт».

Анатолий Снигирев, заведующий лабораторией «Рентгеновской оптики и физического материаловедения» БФУ им. И. Канта:

«Прежде всего, я бы хотел выразить искреннюю благодарность руководству и коллегам из Курчатовского института за создание исключительно благоприятных условий по проведению экспериментов на синхротроне. В свете принятых решений, наше сотрудничество приобретает более системный характер и мы уверены в успешном интенсивном продолжении нашего взаимодействия. У нашей лаборатории есть серьезный научный задел в области когерентной рентгеновской оптики, включающей в себя не только создание новых видов оптики и устройств на их основе, но и развитие новых методов исследования материалов с использованием уникальных параметров передовых источников рентгеновского излучения. Кроме этого, у нас есть опыт взаимодействия с ведущими синхротронами мира, такими как ESRF (Франция), PETRA III (Германия), Sping 8 (Япония), APS (США), благодаря которому мы имеем представление о возможностях и особенностях работы синхротронов нового поколения. Мы понимаем, что строительство синхротронов – это сложная технологическая задача, которая потребует не только серьезных денежных вложений, но и вовлечение всего научного потенциала и подготовки кадров в масштабе всей страны. В этой связи, нашим стратегическим преимуществом является то, что Балтийский Федеральный Университет им. И. Канта способен подготовить высококвалифицированных специалистов и кадров, […]

May 2018

Лаборатория Рентгеновской Оптики успешно представила свои результаты на международном оптическом конгрессе в Японии

Сотрудники лаборатории рентгеновской оптики и физического материаловедения БФУ им. И. Канта приняли участие в международном конгрессе по оптике и фотонике (OPIC-2018 / opicon.jp), который прошел с 23 по 27 апреля 2018 года в Йокогаме (Япония). Конгресс OPIC это передний край современной прикладной науки, демонстрация новейших оптических технологий и, безусловно, одно из крупнейших и самых престижных научных событий в мире.

В этом году конгресс OPIC проходил уже в седьмой раз, совместно с известной интегрированной выставкой оптики и фотоники OPIE-2018, где были представлены последние достижения оптической и оптоэлектронной индустрии, а также промышленности точной микромеханики. Традиционно конгресс состоял из нескольких специализированных оптических конференций, тематика которых охватывает широкий круг научных областей, активно развивающихся в настоящее время. Так, например, в программу конференций вошли доклады, демонстрирующие инновации в разработке светоизлучающих устройств, источников лазерного и синхротронного излучения, а также их применение в физике высоких энергий, астрофизике, физике твердого тела, биомедицинской визуализации и т.д.

Однако наибольшее внимание со стороны научного сообщества уделялось последним достижениям в области рентгеновской оптики, которые были продемонстрированы на специализированной конференции XOPT-2018. Одна из важных тем, которая обсуждалась на конференции, была посвящена вкладу современной рентгеновской оптики в развитие лазеров на свободных электронах и новых дифракционно-ограниченных источников синхротронного излучения, которые в настоящее находятся в стадии разработки и строительства. Ведущие эксперты в этой области представили новейшие результаты своей работы, при этом значительное внимание уделялось преломляющей оптике, возможности которой позволяют полноценно использовать весь потенциал рентгеновских пучков производимых новыми источниками, обладающими предельными яркостными и когерентными характеристиками. Совсем недавно, в России было принято решение построить два новейших источника синхротронного излучения в Московском и Новосибирском регионах. Это решение было озвучено президентом России на последних важнейших мероприятиях посвященных будущему научному и технологическому развитию страны. В этой связи участие российских ученых в международных форумах посвященных использованию установок МЕГАСАЙЕНС класса исключительно важно для развития мощной  научной инфраструктуры в России.

Заведующей лабораторией рентгеновской оптики и физического материаловедения БФУ им. И. Канта Анатолий Снигирев выступил с двумя устными докладами.  Первый – приглашенный – доклад был посвящен прорывным результатам и актуальным приложениям в области преломляющей оптики для новых источников синхротронного излучения. Доклад был воспринят аудиторией с чрезвычайным интересом и вызвал оживленную дискуссию и обмен мнениями среди участников конференции. Второй доклад отразил работы по рентгеновской фазово-контрастной микроскопии на основе преломляющей оптики. Кроме того были представлены шесть стендовых докладов, демонстрирующих наиболее важные результаты лаборатории рентгеновской оптики БФУ.

 

Анатолий Снигирев:

Это уже мое третье приглашение в Йокогаму, что говорит о том, что наша научная деятельность занимает достойное место в международном синхротронном сообществе, и подтверждает, что наша лаборатория успешно состоялась в рамках реализации Мегагранта (постановление 220).На конгрессе OPIC-2018 нам удалось продемонстрировать наиболее яркие результаты и приложения в области рентгеновской оптики, которые были получены как на оборудовании нашей лаборатории, так и в результате совместной деятельности с российскими и зарубежными центрами. Например, проект по фазово-контрастной микроскопии развивается в тесном сотрудничестве с университетами Трондхайма (Норвегия) и Утрехта (Нидерланды), а его экспериментальная реализация осуществляется на крупнейших синхротронах ESRF в Гренобле […]

April 2018

International Conference on X-ray Optics and Applications 2018 (XOPT2018)

  1.  Snigirev A. «X-ray refractive beam-conditioning and beam-shaping optics for coherent microscopy applications » Invited talks XOPT2-1 2. International Conference on X-ray Optics and Applications 2018(XOPT2018) 23-27 April, 2018, Yokohama, Japan.
  2.  Irina Snigireva, Kehn Vidar Falch, Daniele Casari, Marco Di Michiel , Carsten Detlefs, Ragnvald Mathiesen, Anatoly Snigirev «Hard X-ray in-situ full-field microscopy for material science applications» Invited talks, XOPT3-3 International Conference on X-ray Optics and Applications 2018(XOPT2018) 23-27 April, 2018, Yokohama, Japan.
  3.  Petr Ershov, Alexander Barannikov, Ivan Lyatun, Dmitriy Zverev, Sergey Kuznetsov, Vyacheslav Yunkin, Irina Snigireva, Anatoly Snigirev, «Study of silicon microstructures by x-ray high resolution diffractometry based on refractive optics» poster presentation, XOPTp9-6, International Conference on X-ray Optics and Applications 2018(XOPT2018) 23-27 April, 2018, Yokohama, Japan
  4. Dmitrii Zverev, Alexandr Barannikov, Irina Snigireva, Anatoly Snigirev « X-ray refractive parabolic axicon lens» poster presentation, XOPTp9-11, International Conference on X-ray Optics and Applications 2018(XOPT2018) 23-27 April, 2018, Yokohama, Japan.
  5. Dmitrii Zverev, Victor Kohn, Irina Snigireva, Anatoly Snigirev «Phase-contrast imaging using X-ray nanointerferometer based on Si refractive bilenses», poster presentation, XOPTp9-12, International Conference on X-ray Optics and Applications 2018(XOPT2018) 23-27 April, 2018, Yokohama, Japan.
  6. Ivan Lyatun, Peter Ershov, Svetlana Medvedeva, Elena Kozlova, Maxim Sheverdyaev, Vladimir Volkov, Alexandr Semenov, Vladimir Gorlevsky, Valery Savin, Irina Snigireva, Anatoly Snigirev « Beryllium X-ray optical properties: from refractive lens to diffuser» poster presentation, XOPTp9-13, International Conference on X-ray Optics and Applications 2018(XOPT2018) 23-27 April, 2018, Yokohama, Japan.
  7. Aleksandr Barannikov, Ksenya Abrashitova, Vladimir Bessonov, Alexander Petrov, Natalya Kokareva, Kirill Safronov, Petr Ershov, Nataliya Klimova, Ivan Lyatun, Vyacheslav Yunkin, Maxim Polikarpov, Irina Snigireva, Andrey Fedyanin, Anatoly Snigirev Snigirev «2D polymer refractive microlenses fabricated by additive technology» poster presentation XOPTp9-14 International Conference on X-ray Optics and Applications 2018(XOPT2018) 23-27 April, 2018, Yokohama, Japan.
  8. Aleksandr Barannikov, Petr Ershov, Anatoly Lushnikov, Ivan Lyatun, Anton Narikovich, Igor Panormov, Maxim Polikarpov, Aleksandr Sinitsyn, Dmitry Zverev, Anatoly Snigirev «Mini-Trasfocator for X-ray Microscopy» poster presentation XOPTp9-15 International Conference on X-ray Optics and Applications 2018(XOPT2018) 23-27 April, 2018, Yokohama, Japan.

Ссылка

SPIE Photonics Europe

N. G. Kokareva, A. K. Petrov, V.O. Bessonov, K. A. Abrashitova, K.R.Safronov, A. A. Barannikov, P. A. Ershov, N. B. Klimova, I. I. Lyatun, V. A. Yunkin, M. Polikarpov, I. Snigireva, A. A. Fedyanin and A. Snigirev «Fabrication of 3D x-ray compound refractive lenses by two-photon polymerization lithography» (Conference Presentation) Paper 10675-12, SPIE Photonics Europe, 2018, Strasbourg, France

Ссылка