Rentgenová fotonika

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra laserové fyziky a fotoniky

Anotace:

Od objevu rentgenového záření uběhlo více, než sto let. Rentgenové záření se stalo intenzivně studovanou a využívanou částí spektra elektromagnetického záření. Rozvoj fotoniky v této části spektra je s rostoucí intenzitou stimulován vývojem v oblasti astrofyziky, fyziky vysokoteplotního plazmatu, makromolekulární biologie, materiálových věd a nanotechnologií, zvláště rtg. litografie pro umožnění daltího rozvoje informačních technologií. Přednáška pojednává o zdrojích rtg. záření, interakci rtg. záření s látkou, rtg. optice a detekci.

Požadavky:

Základní přednášky z matematiky a fyziky, atomové fyziky, elektřiny a magnetismu, teorie elmag pole a optiky.

Osnova přednášek:

1.Spektrum elektromagnetického záření.

2.Zdroje rentgenového záření - urychlování a zpomalování částic a kvantové přechody.

3.Synchrotron, rtg. lampa, vysokoteplotní plasma, laserové plasma, Z-pinč, rtg. laser.

4.Interakce rtg. záření s látkou, absorpce, rozptyl, účinné průřezy, komplexní index lomu, funkce f1 a f2.

5.Lom a odraz rtg. záření na rozhraní dvou prostředí, Fresnelovy vztahy, mikrodrsnost, upravené Fresnelovy vztahy.

6.Optika založená na refrakci (klasická čočka, strukturovaná refraktivní optika).

7.Totální externí reflexe, optika zaloşená na totální externí reflexi (rovinné zrcadlo, paraboloid, elipsoid, Kirkpatrick-Baez, Wolter, Schmidt a Lobster Eye zrcadla).

8.Optika založená na difrakci (Fresnelovy čočky).

9.Optika založená na difrakci (krystalooptika, monochromatizace rtg. záření).

10.Multivrstevnaté systémy (ML zrcadla, ML optika).

11.Detekce a spektroskopie rtg. záření (plynové a polovodičové detektory rtg. záření, mnohokanálová analýza).

12.Zobrazování rtg. záření (2D detektory a rtg. kamery).

13.Aplikace rtg. fotoniky (astrofyzika, fyzika vysokoteplotního plazmatu, makromolekulární biologie, materiálové v+dy, nanotechnologie, rtg. litografie, ...).

Osnova cvičení:

Absorpce rtg. záření při průchodu vybranými prostředími. Návrh totálně reflexních a multivrstevnatých zrcadel pro vybrané aplikace.

Cíle studia:

Znalosti:

Základy fyziky rtg záření a jeho interakce s látkou

Schopnosti:

Výpočty a aplikace týkající se průchodu rtg záření látkou

Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1] Michette, A.G.: Optical systems for soft X-rays

Doporučená literatura:

[2] Attwood, D.: Soft X-rays and extreme ultraviolet radiation

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Fyzikální elektronika - Fotonika (volitelný předmět)
• Fyzikální elektronika - Laserová fyzika a technika (volitelný předmět)
• Fyzikální elektronika - Počítačová fyzika (volitelný předmět)
• Kvantové technologie (volitelný předmět)