X射線聚焦技術
關注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
X射線聚焦技術的實例教程
高能光子(X射線)的使用已成為許多醫(yī)療和同步加速器應用的共同特點。與可見光譜中的光不同，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計比波長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的方法，即使用復合透鏡和在掠入射下的橢圓反射鏡。使用建模和設計軟件VirtualLab Fusion對這些系統(tǒng)進行快速物理光學仿真，使我們能夠在焦距和測量光斑尺寸的基礎上研究它們的性能。
用于X射線聚焦的復合折射透鏡
復合折射透鏡由數(shù)十或數(shù)百個獨立的圓柱透鏡組成，用于一維或二維聚焦X射線場。
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射線場聚焦成一個納米尺度的光斑。在這個用例中，演示了這種 KB 反射鏡系統(tǒng)的建模和評價。
展開 摘要
掠入射反射光學元件在X射線光路中廣泛使用，特別是Kirkpatrick-Baez（KB）橢圓反射鏡系統(tǒng)。（A. Verhoeven, et al., Journal of Synchrotron Radiation 27.5 (2020): 1307-1319）聚焦是通過使用兩個物理分離的橢圓反射鏡聚焦二維光束來實現(xiàn)的。進入系統(tǒng)的X射線可以通過系統(tǒng)聚焦到納米尺度大小的光斑。該系統(tǒng)在VirtualLab Fusion中進行了建模和仿真，并計算了焦點位置的電場。
建模任務
分析設計橢圓反射鏡（1）
分析設計橢圓反射鏡（2）
分析設計橢圓反射鏡（3）
焦平面上的能量密度和電場
軟件界面
VirtualLab Fusion操作流程
設置輸入高斯場
- 基本光源模式（教學視頻）
設置組件的位置和方向
- LPD II 位置和方向 （教學視頻）
可編程的橢圓界面
- 如何使用可編程界面和示例 （球面）（應用案例）
VirtualLab Fusion技術
文檔信息
拓展閱讀
- 用于x射線成像的單光柵干涉儀
展開 作者：周倩葦
衍射透鏡和折射透鏡在X射線分析和高分辨率X射線顯微系統(tǒng)中廣泛應用。然而這兩種透鏡的高色散特性導致不同波長的X射線焦點位置不同，從而造成成像時的色差問題，成像質(zhì)量大打折扣。因此，利用衍射或折射透鏡的X射線顯微成像系統(tǒng)通常使用高度單色性的光來避免色差現(xiàn)象，其代價則是大量的X射線被浪費。
在可見光領域，消色差透鏡的使用已有百年之久，通過兩種色散力不同的玻璃并滿足相應的曲率條件的雙透鏡來實現(xiàn)。而在X射線領域，大部分物質(zhì)對X射線的色散力差異極小，同樣的方法并不適用。
21世紀初，研究者提出一種新型的解決方案，將折射透鏡和衍射透鏡組合在一起，利用兩種類型透鏡色散力的顯著差異達成消色差的條件。然而，囿于制造技術水平的限制，這種解決方案的設計僅限于理論階段。
近年來，微納制造技術快速發(fā)展，基于雙光子聚合的3D打印技術日趨成熟，使適用于該系統(tǒng)的高數(shù)值孔徑的復合折射透鏡的制造成為可能。
近日，瑞士保羅謝爾研究所的Umut T. Sanli、齊鵬，巴塞爾大學的Griffin Rodgers和德國電子同步加速器研究所（DESY）的Jan Garrevoet等研究人員以 “Apochromatic X-ray focusing（復消色差X射線聚焦）”為題在Light: Science & Applications發(fā)表研究論文。
展開 摘要
掠入射反射光學在x射線束線中得到了廣泛的應用，特別是在Kirkpatrick-Baez橢圓鏡系統(tǒng)中 [A. Verhoeven, et al., Journal of Synchrotron Radiation 27.5 (2020): 1307-1319]。使用兩個物理上分離的橢圓鏡聚焦光束的兩個維度即可完成聚焦。系統(tǒng)可以將入射的X射線聚焦到納米級的光斑尺寸。該系統(tǒng)在VirtualLab Fusion中構建，并對焦場進行了計算。
建模任務
橢圓鏡的解析設計
橢圓鏡的解析設計
橢圓鏡的解析設計
焦面的電場與能量密度
走進VirtualLab Fusion
VirtualLab Fusion中的工作流程
VirtualLab Fusion技術
文件信息
延伸閱讀
-用于X射線成像的單光柵干涉儀
展開 摘要
掠入射反射光學在x射線束線中得到了廣泛的應用，特別是在Kirkpatrick-Baez橢圓鏡系統(tǒng)中 [A. Verhoeven, et al., Journal of Synchrotron Radiation 27.5 (2020): 1307-1319]。使用兩個物理上分離的橢圓鏡聚焦光束的兩個維度即可完成聚焦。系統(tǒng)可以將入射的X射線聚焦到納米級的光斑尺寸。該系統(tǒng)在VirtualLab Fusion中構建，并對焦場進行了計算。
建模任務
橢圓鏡的解析設計
橢圓鏡的解析設計
橢圓鏡的解析設計
焦面的電場與能量密度
走進VirtualLab Fusion
VirtualLab Fusion中的工作流程
VirtualLab Fusion技術
文件信息
延伸閱讀
-用于X射線成像的單光柵干涉儀
展開 
X射線聚焦技術的相關專題、標簽、搜索
X射線聚焦技術的最新內(nèi)容
摘要
掠入射反射光學元件在X射線光路中廣泛使用，特別是Kirkpatrick-Baez（KB）橢圓反射鏡系統(tǒng)。（A. Verhoeven, et al., Journal of Synchrotron Radiation 27.5 (2020): 1307-1319）聚焦是通過使用兩個物理分離的橢圓反射鏡聚焦二維光束來實現(xiàn)的。進入系統(tǒng)的X射線可以通過系統(tǒng)聚焦到納米尺度大小的光斑
摘要
掠入射反射光學元件在X射線光路中廣泛使用，特別是Kirkpatrick-Baez（KB）橢圓反射鏡系統(tǒng)。（A. Verhoeven, et al., Journal of Synchrotron Radiation 27.5 (2020): 1307-1319）聚焦是通過使用兩個物理分離的橢圓反射鏡聚焦二維光束來實現(xiàn)的
單透鏡對x射線的折射通常很小，但復合透鏡（由數(shù)十個或數(shù)百個排列成線性陣列的獨立柱面透鏡組成）可以逐漸聚焦一維或二維x射線。焦距可以通過透鏡的數(shù)量來控制，即使用的透鏡越多，焦距越短。根據(jù)Snigirev等人的論文。[應用光學，1998，37（4）：653-662]，本用例演示了在VirtualLab Fusion中通過復合折射透鏡進行一維和二維X射線聚焦。
摘要
單透鏡對x射線的折射通常很小，但復合透鏡（由數(shù)十個或數(shù)百個排列成線性陣列的獨立柱面透鏡組成）可以逐漸聚焦一維或二維x射線。焦距可以通過透鏡的數(shù)量來控制，即使用的透鏡越多，焦距越短。根據(jù)Snigirev等人的論文。[應用光學，1998，37（4）：653-662]，本用例演示了在VirtualLab Fusion中通過復合折射透鏡進行一維和二維
用于X射線束的掠入射聚焦鏡8個月前
摘要
掠入射反射光學在x射線束線中得到了廣泛的應用，特別是在Kirkpatrick-Baez橢圓鏡系統(tǒng)中 [A. Verhoeven, et al., Journal of Synchrotron Radiation 27.5 (2020): 1307-1319]。使用兩個物理上分離的橢圓鏡聚焦光束的兩個維度即可完成聚焦。系統(tǒng)可以將入射的X射線聚焦到納米級的光斑尺寸。該系統(tǒng)在
用于X射線束的掠入射聚焦鏡8個月前
摘要
掠入射反射光學在x射線束線中得到了廣泛的應用，特別是在Kirkpatrick-Baez橢圓鏡系統(tǒng)中 [A. Verhoeven, et al., Journal of Synchrotron Radiation 27.5 (2020): 1307-1319]。使用兩個物理上分離的橢圓鏡聚焦光束的兩個維度即可完成聚焦。系統(tǒng)可以將入射的X射線聚焦到納米級的光斑尺寸。
摘要
掠入射反射光學在x射線束線中得到了廣泛的應用，特別是在Kirkpatrick-Baez橢圓鏡系統(tǒng)中 [A. Verhoeven, et al., Journal of Synchrotron Radiation 27.5 (2020): 1307-1319]。使用兩個物理上分離的橢圓鏡聚焦光束的兩個維度即可完成聚焦。系統(tǒng)可以將入射的X射線聚焦到納米級的光斑尺寸。該系統(tǒng)在
摘要
掠入射反射光學元件在X射線光路中廣泛使用，特別是Kirkpatrick-Baez（KB）橢圓反射鏡系統(tǒng)。（A. Verhoeven, et al., Journal of Synchrotron Radiation 27.5 (2020): 1307-1319）聚焦是通過使用兩個物理分離的橢圓反射鏡聚焦二維光束來實現(xiàn)的。進入系統(tǒng)的X射線可以通過系統(tǒng)聚焦到納米尺度大小的光斑。該系統(tǒng)在VirtualLab
摘要
單透鏡對x射線的折射通常很小，但復合透鏡（由數(shù)十個或數(shù)百個排列成線性陣列的獨立柱面透鏡組成）可以逐漸聚焦一維或二維x射線。焦距可以通過透鏡的數(shù)量來控制，即使用的透鏡越多，焦距越短。根據(jù)Snigirev等人的論文。[應用光學，1998，37（4）：653-662]，本用例演示了在VirtualLab Fusion中通過復合折射透鏡進行一維和二維X射線聚焦。
建模任務
系統(tǒng)構建塊
摘要
掠入射反射光學元件在X射線光路中廣泛使用，特別是Kirkpatrick-Baez（KB）橢圓反射鏡系統(tǒng)。（A. Verhoeven, et al., Journal of Synchrotron Radiation 27.5 (2020): 1307-1319）聚焦是通過使用兩個物理分離的橢圓反射鏡聚焦二維光束來實現(xiàn)的。進入系統(tǒng)的X射線可以通過系統(tǒng)聚焦到納米尺度大小的光斑。該系統(tǒng)在
