Эффекты динамической дифракции в когерентном рентгеновском излучении  релятивистских электронов в трехслойной периодической структуре

Анастасия Игоревна Чуева

doi:10.52575/2687-0959-2026-58-1-96-108

Авторы

Анастасия Игоревна Чуева Белгородский государственный национальный исследовательский университет

DOI:

https://doi.org/10.52575/2687-0959-2026-58-1-96-108

Ключевые слова:

периодическая слоистая структура, динамическая дифракция, когерентное рентгеновское излучение

Аннотация

Работа посвящена исследованию эффектов динамической дифракции в когерентном рентгеновском излучении релятивистских электронов в периодической слоистой среде с тремя различными слоями в периоде. Когерентное рентгеновское излучение рассматривается как сумма параметрического рентгеновского излучения и дифрагированного переходного излучения. Получены выражения, описывающие спектрально-угловые и угловые плотности параметрического рентгеновского излучения и дифрагированного переходного излучения в трехслойной структуре. Показана яркая возможность проявления эффекта аномального низкого фотопоглощения в параметрическом рентгеновском излучении, аналогичного хорошо известному эффекту Бормана в монокристалле. Показано влияние асимметрии отражения поля электрона относительно поверхности мишени на угловые плотности излучений.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Биография автора

Анастасия Игоревна Чуева, Белгородский государственный национальный исследовательский университет

аспирант кафедры теоретической и экспериментальной физики, Белгородский государственный национальный исследовательский университет,
г. Белгород, Россия
E-mail: chueva_ai@bsuedu.ru
ORCID: 0000-0002-5945-1872

Библиографические ссылки

Список литературы

Nasonov N.N., Kaplin V.V., Uglov S.R., Piestrup M.A. and Gary C.K. X rays from relativistic electrons in a multilayer structure. Physical Review E. 2023;68:036504.

Garibian G.M. and Yang C. Quantum microscopic theory of radiation by a charged particle moving uniformly in a crystal. Soviet Physics, JETP. 1972;34:495.

Baryshevsky V.G., Feranchuk I.D. Transition radiation of γ-rays in a crystal. Soviet Physics, JETP. 1972;34:502.

Caticha A. Transition-diffracted radiation and the Cˇerenkov emission of X-rays. Physical Review A – APS Journals 1989;40:4322.

Nasonov N.N. Influence of the density effect upon the parametric x-rays of high energy particles. Physics Letters A. 1998;246:148.

Kaplin V.V. et al. Observation of bright monochromatic x rays generated by relativistic electrons passing through a multilayer mirror. Applied Physics Letters. 2000;24:3647–3649.

Blazhevich S.V., Kolosova I.V. and Noskov A.V. Coherent x-ray radiation generated by a relativistic electron in an artificial periodic structure. Journal of Experimental and Theoretical Physics. 2012;114:547–554.

Blazhevich S.V., Noskov A.V. Dynamic theory of coherent X-radiation of relativistic electron within a periodic layered medium in Bragg scattering geometry. Nuclear Instruments and Methods. B. 2013;309:70–75.

Potylitsyn A. Electromagnetic Radiation of Electrons in Periodic Structures. Springer. 2011. 216 p.

Uglov S.R., Kaplin V.V., Kubankin A.S. et.al. Cr/Sc multilayer radiator for parametric EUV radiation in “water-window” spectral range. Journal of Physics: Conference Series. 2016;732(1):012017.

Shevelev M.V., Uglov S.R., Vukolov A.V. Spectrum of coherent VUV radiation generated by 5.7 MeV electrons in a multilayer X-ray mirror. Journal of Instrumentation. 2024;19(4):C04049.

Huang S., Duan R., Pramanik N., Herrin J.S., Boothroyd C., Liu Z. & Wong L.J. Quantum recoil in free-electron interactions with atomic lattices. Nature Photonics. 2023;17(3):224–230.

Huang S., Duan R., Pramanik N., Boothroyd C., Liu Z., Wong L.J. Enhanced Versatility of Table-Top X-Rays from Van der Waals Structures. Advanced Science. 2022;9(16):2105401.

Shi X., Kurman Y., Shentcis M., Wong L.J., Javier Garcia de Abajo F. and Kaminer I. Free-electron interactions with van der Waals heterostructures: a source of focused X-ray radiation. Light: Science & Applications. 2023;12(1):148.

Noskov A.V., Blazhevich S.V. Coherent X-ray radiation excited by a relativistic electron in a periodic layered medium. Journal of Instrumentation. 2024;19(7):P07007.

Noskov A.V., Blazhevich S.V. Effects of dynamic diffraction in coherent X-ray radiation from a beam of relativistic electrons in a periodic layered medium with three layers in a period. Physics Letters A. 2024;525:129835.

Носков А.В., Блажевич С.В., Чуева А.И., Мачукаев Д.Д., Киперша В.К. Влияние асимметрической дифракции на спектрально-угловую плотность КРИ релятивистского электрона в трехслойной структуре. Прикладная математика & Физика. 2025;57(1):59–67.

Носков А.В., Мачукаев Д.Д., Киперша В.К., Пугина П.Д., Пирматова М.Д. Влияние расходимости электронного пучка на КРИ в периодической слоистой среде с тремя слоями на периоде. Прикладная математика & Физика. 2025;57(4):279-0289.

Borrmann G. Uber Extinktionsdiagramme der Rontgenstrahlen von Quarz. Physikalische Zeitschrift. 1941;42:157.

Blazhevich S.V., Gorlov A.S., Noskov A.V., and Chuyeva A. I. Dynamic Scattering of X-Rays in a Periodic Layered Medium. Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 2024;18(6): 1662–1669.

References

Nasonov NN., Kaplin VV., Uglov SR., Piestrup MA. and Gary CK. X rays from relativistic electrons in a multilayer structure. Physical Review E. 2023;68:036504.

Garibian GM. and Yang C. Quantum microscopic theory of radiation by a charged particle moving uniformly in a crystal. Soviet Physics, JETP. 1972;34:495.

Baryshevsky V.G., Feranchuk I.D. Transition radiation of γ-rays in a crystal. Soviet Physics, JETP. 1972;34:502.

Caticha A. Transition-diffracted radiation and the Cˇerenkov emission of X-rays. Physical Review A – APS Journals 1989;40:4322.

Nasonov NN. Influence of the density effect upon the parametric x-rays of high energy particles. Physics Letters A. 1998;246:148.

Kaplin VV. et al. Observation of bright monochromatic x rays generated by relativistic electrons passing through a multilayer mirror. Applied Physics Letters. 2000;24:3647–3649.

Blazhevich SV., Kolosova IV. and Noskov AV. Coherent x-ray radiation generated by a relativistic electron in an artificial periodic structure. Journal of Experimental and Theoretical Physics. 2012;114:547–554.

Blazhevich SV., Noskov AV. Dynamic theory of coherent X-radiation of relativistic electron within a periodic layered medium in Bragg scattering geometry. Nuclear Instruments and Methods. 2013;309:70–75.

Potylitsyn A. Electromagnetic Radiation of Electrons in Periodic Structures. Springer. 2011. 216 p.

Uglov SR., Kaplin VV., Kubankin AS. et. al. Cr/Sc multilayer radiator for parametric EUV radiation in “water-window” spectral range. Journal of Physics: Conference Series. 2016;732(1):012017.

Shevelev MV., Uglov SR., Vukolov AV. Spectrum of coherent VUV radiation generated by 5.7 MeV electrons in a multilayer X-ray mirror. Journal of Instrumentation. 2024;19(4):C04049.

Huang S., Duan R., Pramanik N., Herrin JS., Boothroyd C., Liu Z. &Wong L.J. Quantumrecoil in free-electron interactions with atomic lattices. Nature Photonics. 2023;17(3):224–230.

Huang S., Duan R., Pramanik N., Boothroyd C., Liu Z., Wong L.J. Enhanced Versatility of Table-Top X-Rays from Van der Waals Structures. Advanced Science. 2022;9(16):2105401.

Shi X., Kurman Y., Shentcis M., Wong LJ., Javier Garcia de Abajo F. and Kaminer I. Free-electron interactions with van der Waals heterostructures: a source of focused X-ray radiation. Light: Science & Applications. 2023;12(1):148.

Noskov AV., Blazhevich SV. Coherent X-ray radiation excited by a relativistic electron in a periodic layered medium. Journal of Instrumentation. 2024;19(7):P07007.

Noskov AV., Blazhevich SV. Effects of dynamic diffraction in coherent X-ray radiation from a beam of relativistic electrons in a periodic layered medium with three layers in a period. Physics Letters A. 2024;525:129835.

Noskov AV., Blazhevich SV., Chueva AI., Machukaev DD., Kipersha VK. The influence of asymmetric diffraction on the spectral-angular density of the CRI of a relativistic electron in a three-layer structure. Applied Mathematics & Physics. 2025;57(1):59–67 (In Russ.).

Noskov AV., Machukaev DD., Kipersha VK., Pugina PD., Pirmatova MD. The Influence of Electron Beam Divergence on the CXR in a Periodic LayeredMediumWith Three Layers Per Period. Applied Mathematics & Physics. 2025;57(4):279–289 (In Russ.).

Borrmann G. Uber Extinktionsdiagramme der Rontgenstrahlen von Quarz. Physikalische Zeitschrift. 1941;42:157.

Blazhevich S.V., Gorlov A.S., Noskov A.V., and Chuyeva A. I. Dynamic Scattering of X-Rays in a Periodic Layered Medium. Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 2024;18(6): 1662–1669.