High-resolution ptychographic imaging at a seeded free-electron laser source using OAM beams - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Optica Année : 2024

High-resolution ptychographic imaging at a seeded free-electron laser source using OAM beams

Matteo Pancaldi
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Francesco Guzzi
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Charles S Bevis
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Michele Manfredda
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Jonathan Barolak
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Stefano Bonetti
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Iuliia Bykova
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Dario De Angelis
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Giovanni De Ninno
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Luka Novinec
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Emanuele Pedersoli
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Arun Ravindran
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Benedikt Rösner
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Christian David
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Alberto Simoncig
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Marco Zangrando
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Daniel E Adams
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Paolo Vavassori
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George Kourousias
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Giulia F Mancini
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Flavio Capotondi
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Résumé

Electromagnetic waves possessing orbital angular momentum (OAM) are powerful tools for applications in optical communications, quantum technologies, and optical tweezers. Recently, they have attracted growing interest since they can be harnessed to detect peculiar helical dichroic effects in chiral molecular media and in magnetic nanostructures. In this work, we perform single-shot per position ptychography on a nanostructured object at a seeded free-electron laser, using extreme ultraviolet OAM beams of different topological charge orders ℓ generated with spiral zone plates. By controlling ℓ, we demonstrate how the structural features of OAM beam profiles determine an improvement of about 30% in image resolution with respect to conventional Gaussian beam illumination. This result extends the capabilities of coherent diffraction imaging techniques, and paves the way for achieving time-resolved high-resolution (below 100 nm) microscopy on large area samples.

Dates et versions

hal-04562272 , version 1 (29-04-2024)

Identifiants

Citer

Matteo Pancaldi, Francesco Guzzi, Charles S Bevis, Michele Manfredda, Jonathan Barolak, et al.. High-resolution ptychographic imaging at a seeded free-electron laser source using OAM beams. Optica, 2024, 11 (3), pp.403-411. ⟨10.1364/OPTICA.509745⟩. ⟨hal-04562272⟩
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