中子束首次拍摄出大体积物体全息图

中子全息图中的干涉波形

科学日报北京10月21日电(记者聂)据国家标准与技术研究所(NIST)官方网站20日报道，由科学家领导的研究小组首次利用中子束拍摄大体积物体的全息图，并获得其深埋界面的详细信息。这种方法有望取代目前广泛使用的激光全息技术。

全息图是一种三维图像，它使用干涉模式来存储物体的大小、形状、亮度和对比度等信息。无论是中子还是光子用于干涉，几乎所有物质的波纹都被分成波峰和波谷，形成的干涉图案可以提供关于物体结构的丰富信息。

目前，广泛使用的激光全息技术是通过激光束照射物体后反射光波的相互干涉形成全息图。这种基于波峰和波谷之间的相位差形成的三维图像包含了被照射物体表面的几乎所有信息，但它与隐藏在物体内部的信息无关。中子可以穿透金属和许多其他固体，但以前的中子成像技术只能获得二维图像，不能产生动态三维图像。

目前，NIST中子研究中心由金属铝制成，环形表面嵌有微型螺旋楼梯。当中子束穿过铝圆筒时，圆筒的形状会改变中子束的方向并使其弯曲。研究人员发现，当中子束中的单个中子流过圆筒的不同部分时，相位发生变化，圆筒越厚，相位变化的幅度越大。这种设计成为使用中子束在物体内部拍摄全息图的关键。

实验小组成员、NIST物理测量实验室的迈克尔·休伯说，这项新研究拓展了中子成像技术的应用领域。“中子全息技术将成为测量10微米级微结构和获取大体积材料内部信息的有力工具。”