来自美国科罗拉多州立大学、洛斯阿拉莫斯国家实验室等组织的科学家,运用激光器发生的高能紧凑X射线源,初次对大型细密物体内部完成高分辨率无损CT扫描。这项技能打破有望在航空航天、增材制作等多个范畴大放异彩。相关研讨论文发表于《光学》杂志。
研讨团队运用科罗拉多州立大学研制的ALEPH激光器,生成强度高达1021瓦/平方厘米的激光。这些高能激光在几微米间隔内,将一电子束加快到极高速度。电子束内的高速电子与标靶内的重原子发生磕碰,导致电子减速并将本身的动能转化为极端亮堂的X射线。
医院现在运用的X射线源能量仅为数万电子伏特,而研讨运用的X射线源能量高达数百万伏特,且每个X射线脉冲只继续数万亿分之一秒,这使他们能运用这些高能X射线进行高分辨率X射线成像以及计算机断层扫描。
而现在工业运用的CT扫描仪体积大、本钱高,且只能发生毫米级分辨率图画。新的激光驱动办法可让X射线源更小,在不下降X射线能量的情况下完成更高分辨率成像。
研讨团队表明,新式光源能量提高了两个数量级,在不损坏物体结构的情况下,可明晰出现火箭零件、喷气发动机涡轮叶片等细密且杂乱结构内部的具体视图。科学家可凭借这一技能,在喷气发动机运行时实时捕获其内部的高分辨率3D图画。并且,跟着增材制作技能不断向前跨进,这项技能有望大幅度的提高3D打印物品的质量。
研讨团队等待高强度激光源能应用于更多范畴,从研讨惯性聚变能到发生能量高达吉电子伏特的电子束等。(记者刘霞)