Microscope haute résolution basé sur une source harmonique dans la fenêtre de l’eau pour l’imagerie au seuil d’absorption k du carbone

Au cours des dernières années, des développements importants en technologie laser ont permis de démontrer qu’il est possible, sur table, de générer une source X couvrant la fenêtre spectrale de l’eau. Située entre 280 et 540 eV d’énergies de photons, cette région spectrale suscite énormément d’intérêt, car elle offre la possibilité d’imager la matière avec un contraste spectroscopique spécifique aux entités chimiques riches en carbone et en azote, via leurs seuils d’absorption k. Dans cette région du spectre des rayons X, l’eau absorbe peu permettant la spectroscopie et la microscopie haute résolution en solution aqueuse. Dans le cadre de ce projet, nous proposons d’aller au-delà des réalisations récentes en développant un prototype de microscope, basé sur un mode plein champ, et qui permettra l’imagerie haute résolution au seuil K du carbone. Une résolution spatiale inférieure à 100 nanomètres est visée. Pour ce faire, nous allons capitaliser sur deux développements majeurs qui ont été réalisés au cours des dernières années au laboratoire Advanced Laser Light Source de l’INRS-ÉMT. D’une part, nous avons développé le dispositif permettant la génération et la caractérisation de photons au-delà du seuil K du carbone. Cette source de rayonnement X est unique au Canada. D’autres parts, nous avons récemment mise ne place une source laser infrarouge offrant 2.8 TW de puissance crête, dans des impulsions de deux cycles optiques. Unique au monde, ce laser permettra d’augmenter de façon significative le flux de photons dans la région spectrale de l’eau pour le développement du microscope.