X射線光學(xué)系統(tǒng)的案例
用于X射線顯微鏡，科學(xué)家一分鐘內(nèi)3D打印出納米鏡片
2018年10月16日，南極熊從外媒獲悉，Max Planck智能系統(tǒng)研究所的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了3D打印技術(shù)的一項(xiàng)新應(yīng)用，他們使用雙光子3D打印技術(shù)從聚合物材料中制造出具有納米尺寸特征和出色聚焦能力的X射線透鏡。
而整個(gè)制造過(guò)程僅僅需要花費(fèi)一分鐘，這項(xiàng)技術(shù)制造出具X射線光學(xué)特性的單透鏡，大大降低了原型制造的成本。
據(jù)悉，X射線顯微鏡是獨(dú)特地結(jié)合納米尺寸分辨率和大穿透深度的成像工具，它允許您在不破壞計(jì)算機(jī)中央處理單元的情況下查看其中的缺陷，X射線顯微鏡或XRM是唯一能夠以高分辨率研究埋藏特征的技術(shù)。
然而，X射線的聚焦并非那么容易，它需要納米級(jí)幾何形狀的光學(xué)器件。由于其復(fù)雜的納米制造方法，單個(gè)鏡頭可能花費(fèi)高達(dá)數(shù)萬(wàn)歐元，制造成本非常高昂。
該研究所的現(xiàn)代磁系統(tǒng)和物理智能部門(mén)共同合作，試圖尋找一種更便宜的方法來(lái)制作該光學(xué)器件，能夠有效地聚焦X射線。這就是3D打印技術(shù)的特點(diǎn)得到應(yīng)用的地方，他們發(fā)現(xiàn)飛秒雙光子3D納米打印是制造這種衍射X射線光學(xué)元件的最佳方法。
此前，南極熊也曾多次報(bào)道過(guò)國(guó)內(nèi)外的雙光子3D打印技術(shù)，下圖中是雙光子聚合加工的技術(shù)原理。
南極熊曾參觀過(guò)中國(guó)院理化所的雙光子3D打印設(shè)備，可以進(jìn)行微納米級(jí)別的3D打印。
Umut T. Sanli博士解釋說(shuō)：“我們使用了飛秒脈沖紅外（IR）激光器，以及可以通過(guò)同時(shí)吸收多個(gè)紅外光子來(lái)聚合的光刻膠，以寫(xiě)入小于光波長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)。通過(guò)這種方式，我們實(shí)現(xiàn)了極具挑戰(zhàn)性的X射線透鏡幾何結(jié)構(gòu)，具有納米級(jí)特征和非常高的聚焦效率，他繼續(xù)說(shuō)道。初步結(jié)果顯示，使用直接軟X射線成像和3D打印的透鏡表現(xiàn)出優(yōu)越的性能，效率高達(dá)20％。”
由于輻射損壞，幾乎每年都需要更換XRM的X射線光學(xué)系統(tǒng)。
展開(kāi) 用于X射線光學(xué)器件的哈特曼波前傳感器
摘要
Hartmann 傳感器是研究入射 X 射線束波前形狀的常用工具，因?yàn)樗鼈兙哂邢詈痛髣?dòng)態(tài)范圍等優(yōu)點(diǎn)。 在這個(gè)用例中，我們遵循 de La Rouchefoauld O. 等人的工作[Sensors 2021, 21, 874.]，模擬通過(guò)哈特曼波前傳感器傳播的 X 射線場(chǎng)，該傳感器由一系列針孔組成。 每個(gè)針孔的衍射將導(dǎo)致檢測(cè)器平面的偏移，可用于計(jì)算輸入的波前。
建模任務(wù)
單個(gè)孔徑的模擬
通過(guò)可編程參數(shù)運(yùn)行構(gòu)建數(shù)組
基本高斯波前模擬
傾斜方孔的影響
包括彗差的模擬
VirtualLab Fusion技術(shù)
文件信息
展開(kāi) X射線聚焦系統(tǒng)
高能光子(X射線)的使用已成為許多醫(yī)療和同步加速器應(yīng)用的共同特點(diǎn)。與可見(jiàn)光譜中的光不同，X射線與大多數(shù)物質(zhì)僅發(fā)生微弱的相互作用，這使得聚焦元件的設(shè)計(jì)比波長(zhǎng)譜的其他部分更具挑戰(zhàn)性。下面我們展示了兩種解決此任務(wù)的方法，即使用復(fù)合透鏡和在掠入射下的橢圓反射鏡。使用建模和設(shè)計(jì)軟件VirtualLab Fusion對(duì)這些系統(tǒng)進(jìn)行快速物理光學(xué)仿真，使我們能夠在焦距和測(cè)量光斑尺寸的基礎(chǔ)上研究它們的性能。
用于X射線聚焦的復(fù)合折射透鏡
復(fù)合折射透鏡由數(shù)十或數(shù)百個(gè)獨(dú)立的圓柱透鏡組成，用于一維或二維聚焦X射線場(chǎng)。
用于X射線束的掠入射聚焦鏡
Kirkpatrick-Baez (KB)反射鏡將掠入射的X射線場(chǎng)聚焦成一個(gè)納米尺度的光斑。在這個(gè)用例中，演示了這種 KB 反射鏡系統(tǒng)的建模和評(píng)價(jià)。
展開(kāi) X射線成像系統(tǒng)：Kirkpatrick-Baez鏡和單光柵干涉儀
在如醫(yī)療成像和工業(yè)檢查等廣泛的應(yīng)用中，X射線成像是一種有價(jià)值的工具。在VirtualLab Fusion中，我們已經(jīng)成功地實(shí)現(xiàn)了幾個(gè)著名的X射線成像系統(tǒng)，它們可以用來(lái)探索所討論裝置的成像特性，或用來(lái)說(shuō)明特殊的X射線成像原理。在本通訊中，我們展示了兩個(gè)X射線成像實(shí)驗(yàn)：(1)使用Kirkpatrick-Baez鏡創(chuàng)建納米級(jí)X射線成像點(diǎn)；(2)用單光柵干涉儀說(shuō)明相襯X射線成像原理。
X射線束的掠入射聚焦鏡
Kirkpatrick-Baez 鏡將掠入射X射線場(chǎng)聚焦到一個(gè)納米級(jí)的點(diǎn)上。本用例展示了Kirkpatrick-Baez鏡的分析設(shè)計(jì)過(guò)程和焦點(diǎn)區(qū)域的衍射圖樣。
用于X射線成像的單光柵干涉儀
在用于X射線的單光柵干涉儀中采用了三種類型的光柵(僅通過(guò)相位傳輸建模)，并對(duì)所選光柵的自成像進(jìn)行了研究。
更多信息請(qǐng)發(fā)送消息到：support@infotek.com.cn / support@infocrops.com
展開(kāi) 
X射線成像系統(tǒng)：Kirkpatrick-Baez鏡和單光柵干涉儀
在如醫(yī)療成像和工業(yè)檢查等廣泛的應(yīng)用中，X射線成像是一種有價(jià)值的工具。在VirtualLab Fusion中，我們已經(jīng)成功地實(shí)現(xiàn)了幾個(gè)著名的X射線成像系統(tǒng)，它們可以用來(lái)探索所討論裝置的成像特性，或用來(lái)說(shuō)明特殊的X射線成像原理。在本通訊中，我們展示了兩個(gè)X射線成像實(shí)驗(yàn)：(1)使用Kirkpatrick-Baez鏡創(chuàng)建納米級(jí)X射線成像點(diǎn)；(2)用單光柵干涉儀說(shuō)明相襯X射線成像原理。
X射線束的掠入射聚焦鏡
Kirkpatrick-Baez 鏡將掠入射X射線場(chǎng)聚焦到一個(gè)納米級(jí)的點(diǎn)上。本用例展示了Kirkpatrick-Baez鏡的分析設(shè)計(jì)過(guò)程和焦點(diǎn)區(qū)域的衍射圖樣。
用于X射線成像的單光柵干涉儀
在用于X射線的單光柵干涉儀中采用了三種類型的光柵(僅通過(guò)相位傳輸建模)，并對(duì)所選光柵的自成像進(jìn)行了研究。
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網(wǎng)址： http://www.infotek.com.cn / http://www.honglun-seminary.com
展開(kāi) X射線成像系統(tǒng)：Kirkpatrick-Baez鏡和單光柵干涉儀
在如醫(yī)療成像和工業(yè)檢查等廣泛的應(yīng)用中，X射線成像是一種有價(jià)值的工具。在VirtualLab Fusion中，我們已經(jīng)成功地實(shí)現(xiàn)了幾個(gè)著名的X射線成像系統(tǒng)，它們可以用來(lái)探索所討論裝置的成像特性，或用來(lái)說(shuō)明特殊的X射線成像原理。在本通訊中，我們展示了兩個(gè)X射線成像實(shí)驗(yàn)：(1)使用Kirkpatrick-Baez鏡創(chuàng)建納米級(jí)X射線成像點(diǎn)；(2)用單光柵干涉儀說(shuō)明相襯X射線成像原理。
X射線束的掠入射聚焦鏡
Kirkpatrick-Baez 鏡將掠入射X射線場(chǎng)聚焦到一個(gè)納米級(jí)的點(diǎn)上。本用例展示了Kirkpatrick-Baez鏡的分析設(shè)計(jì)過(guò)程和焦點(diǎn)區(qū)域的衍射圖樣。
用于X射線成像的單光柵干涉儀
在用于X射線的單光柵干涉儀中采用了三種類型的光柵(僅通過(guò)相位傳輸建模)，并對(duì)所選光柵的自成像進(jìn)行了研究。
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