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中子束首次拍摄出大体积物体全息图

发布时间:2019-05-29 17:16:55

据美国国家标准与技术研究院(NIST)官网20日报道,该院科学家带领的研究团队,首次利用中子束为大体积物体拍摄出全息图,并获得其深处暗埋接口的详细信息,这一方法有望取代目前广泛使用的激光全息技术。

全息图是用一种干涉模式,将物体的尺寸、形状、亮度和对比度等信息储存起来的三维图像。不论使用中子还是光子进行干涉,几乎所有物质的波纹都分波峰和波谷,形成的干涉图样能提供物体结构的丰富信息。

目前广泛使用的激光全息技术,通过激光束照射到物体后反射光波相互干涉形成全息图,这种基于光波波峰波谷相位差形成的三维图像,包含所照射物体表面几乎所有信息,但对于隐藏在物体内部的信息却无计可施。而中子能穿透金属和许多其他固体,但此前的中子成像技术只能获得二维图像,还不能制造出动态三维图像。

现在,NIST中子研究中心用金属铝制成圆筒,并在其环形表面嵌入一个微型螺旋楼梯。当中子束通过铝制圆筒时,圆筒的形状会改变中子束方向使其弯曲。研究人员发现,中子束内单个中子流经圆筒不同部位时,相位会发生改变,而且圆筒越厚,相位改变幅度越大。这种设计成为利用中子束为物体内部拍摄全息图的关键。

实验团队成员、NIST物理测量实验室的迈克尔·休伯表示,新研究延伸了中子成像技术的应用领域,“中子全息技术将成为既能测量10微米尺寸微型结构,又能获得大体积材料内部信息的有力工具”。


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