來源：半導體芯科技編譯

光學微機電系統(tǒng)（MEMS）是控制光和通信的微小微芯片大小的設備。另外，時間分辨X射線探針是幫助科學家研究高度瞬時現(xiàn)象的設備。這些現(xiàn)象是短暫的，涉及快速的結(jié)構(gòu)和功能變化?？茖W家們現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)了基于特別設計和制造的MEMS的X射線光學裝置，可以利用極短的X射線脈沖。新設備比用于操作X射線探針的傳統(tǒng)設備小得多，也輕得多，對于同步加速器和自由電子激光X射線源的超快現(xiàn)象的實驗來說，它們可能至關重要。

這種新的超快片上光學設備將比用于操作x射線探針的傳統(tǒng)設備小幾個數(shù)量級，也更輕。這將使創(chuàng)新的x射線研究和應用成為可能。該設備可以幫助科學家研究快速發(fā)展的化學、材料和生物過程。研究結(jié)果將有助于開發(fā)高效的太陽能電池、先進的計算機存儲和新型藥物。在這項研究中，科學家們在一個同步加速器設施中演示了該設備。一個完全開發(fā)的版本可以與醫(yī)院和大學實驗室中的x射線發(fā)生器一起使用。在這些設置下，設備可以支持快速無損診斷或精確劑量的輻射治療。

該研究團隊由來自先進光子源(APS)和納米尺度材料中心(***)的科學家組成，他們使用APS的X射線源演示了X射線光芯片設備。APS和***是美國能源部(DOE)在阿貢國家實驗室的科學用戶設施。該裝置由***設計，尺寸僅為250微米，重量僅為3.5微克。基于MEMS的快門體積非常小，重量也很輕，這使得它可以以相當于每分鐘100萬轉(zhuǎn)的速度擺動。研究人員利用這種高速和MEMS材料的X射線衍射特性創(chuàng)建了一個極快的X射線快門。由此產(chǎn)生的超快X射線光片可以處理超過350 MHz的硬X射線脈沖，比任何機械調(diào)制器都要高1000倍。此外，該器件的定時特性可以為許多動態(tài)X射線儀器和應用程序進行調(diào)整，這對于傳統(tǒng)光學設備來說是不可能的，因為傳統(tǒng)光學設備的質(zhì)量通常是它的10億倍。片上X射線光學設備為未來時域科學和加速器診斷和控制的動態(tài)和微型X射線光學奠定了基礎，包括波前操作、光譜色散、復用和脈沖切片。

這項研究得到了美國能源部科學辦公室、基礎能源科學、科學用戶設施司的支持。

審核編輯：湯梓紅