RU2426103C1 - Method of coherent x-ray phase microscopy - Google Patents
Method of coherent x-ray phase microscopy Download PDFInfo
- Publication number
- RU2426103C1 RU2426103C1 RU2010106939/28A RU2010106939A RU2426103C1 RU 2426103 C1 RU2426103 C1 RU 2426103C1 RU 2010106939/28 A RU2010106939/28 A RU 2010106939/28A RU 2010106939 A RU2010106939 A RU 2010106939A RU 2426103 C1 RU2426103 C1 RU 2426103C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radiation
- ray
- coherent
- dimensional
- spatial position
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области полупроводниковых нано- и биомедицинских диагностических технологий, в частности к созданию когерентных рентгеновских томографов, позволяющих бесконтактно определять пространственные неоднородности в нанослоях полупроводниковых структур, а также неинвазивно определять пространственные распределения электронной плотности биологических микро- и наноразмерных внутриклеточных структур.The invention relates to the field of semiconductor nano- and biomedical diagnostic technologies, in particular, to the creation of coherent X-ray tomographs that make it possible to contactlessly determine spatial inhomogeneities in nanolayers of semiconductor structures, as well as non-invasively determine the spatial distribution of electronic density of biological micro- and nanoscale intracellular structures.
Известен способ рентгеновской томографии, включающий облучение трехмерного объекта рентгеновским излучателем снабженным выходной щелью, при этом излучатель расположен на вращающемся кольце. В центре кольца расположен облучаемый трехмерный объект. Детектирование прошедшего и рассеянного объектом рентгеновского излучения происходит с помощью детекторной матрицы, расположенной на части кольца напротив излучателя. Для получения реконструированного компьютерного трехмерного изображения происходит круговое сканирование рентгеновского излучателя и приемника относительно оси кольца, вдоль которого сканируется диагностируемый объект (см. патент US №2007140410, МПК H05G 1/60; А61В 6/00).A known method of x-ray tomography, including irradiating a three-dimensional object with an x-ray emitter equipped with an output slit, the emitter is located on a rotating ring. In the center of the ring is an irradiated three-dimensional object. X-ray radiation transmitted and scattered by the object is detected using a detector matrix located on the part of the ring opposite the emitter. To obtain a reconstructed computer three-dimensional image, a circular scan of the X-ray emitter and receiver relative to the axis of the ring is performed, along which the diagnosed object is scanned (see US patent No. 2007140410, IPC H05G 1/60; АВВ 6/00).
Однако минимальное пространственное разрешение составляет величину порядка миллиметра. Такое пространственное разрешение, типичное для медицинских томографов, недостаточно для полупроводниковой нанотехнологии или микробиологии для диагностики внутриклеточных структур.However, the minimum spatial resolution is of the order of a millimeter. This spatial resolution, typical of medical tomographs, is not enough for semiconductor nanotechnology or microbiology to diagnose intracellular structures.
Известен способ рентгеноструктурного анализа кристаллических структур, включающий облучение поверхности объемного образца коллимированным пучком характеристического рентгеновского излучения, измерение интенсивности отраженного рентгеновского пучка под углом Брегга-Вульфа при сканировании угла скольжения между падающим пучком и измеряемой поверхностью. Дифракционный максимум отраженных рентгеновских волн от зондируемой трехмерной периодической структуры удовлетворяет соотношению Брегга-ВульфаA known method of x-ray structural analysis of crystal structures, including irradiating the surface of a bulk sample with a collimated beam of characteristic x-ray radiation, measuring the intensity of the reflected x-ray beam at a Bragg-Wulff angle when scanning the slip angle between the incident beam and the measured surface. The diffraction maximum of the reflected x-ray waves from the probed three-dimensional periodic structure satisfies the Bragg-Wulf relation
disinφi=mλ,d i sinφ i = mλ,
где λ - длина волны зондирующего характеристического рентгеновского излучения; di - межплоскостное расстояние в исследуемом кристалле; φi - угол скольжения, m - целое число (каталог фирмы "Oxford Diffraction", 2009; sales@oxford-diffraction.com).where λ is the wavelength of the probe characteristic x-ray radiation; d i - interplanar distance in the investigated crystal; φ i is the slip angle, m is an integer (catalog of the company "Oxford Diffraction", 2009; sales@oxford-diffraction.com).
Известен рентгеновский рефлектометр, использующий зондирование на двух рентгеновских линиях при соосном излучении двух пучков с антикатодов из разных материалов двух рентгеновских трубок (см. патент РФ №2166184, МПК G01B 15/08, G01N 23/20). Рентгеновский рефлектометр содержит источник полихроматического рентгеновского излучения, средства коллимации рентгеновского пучка, держатель образца, поворотный кронштейн, на котором размещены ряд монохроматоров и средства детектирования излучения. Рефлектометр дополнительно содержит второй источник излучения, по меньшей мере, один полупрозрачный монохроматор, расположенный по ходу рентгеновского пучка между источниками излучения и держателем образца, и средства углового перемещения второго источника излучения и полупрозрачного монохроматора. При этом предусмотрена возможность установки полупрозрачного монохроматора в положение, при котором осуществляется одновременное облучение двумя указанными источниками излучения противоположных сторон полупрозрачного монохроматора под разными углами.A known X-ray reflectometer using sounding on two X-ray lines with coaxial radiation of two beams from anticathodes from different materials of two X-ray tubes (see RF patent No. 2166184, IPC G01B 15/08, G01N 23/20). An X-ray reflectometer contains a polychromatic X-ray source, X-ray beam collimation means, a sample holder, a swivel bracket, on which a number of monochromators and radiation detection means are placed. The reflectometer further comprises a second radiation source, at least one translucent monochromator located along the x-ray beam between the radiation sources and the sample holder, and means for angular displacement of the second radiation source and the translucent monochromator. In this case, it is possible to install a translucent monochromator in a position in which the two indicated radiation sources are simultaneously irradiated on opposite sides of the translucent monochromator at different angles.
Использование рентгеновского излучения с соосными пучками с разными длинами волн позволяет точнее в разностных дифракционных углах определить параметры решетки кристалла.The use of x-ray radiation with coaxial beams with different wavelengths makes it possible to more accurately determine the lattice parameters of a crystal in difference diffraction angles.
Однако этот способ не позволяет определить трехмерное изображение зондируемого нано- или микрообъекта.However, this method does not allow to determine a three-dimensional image of the probed nano- or micro-object.
Наиболее близким к заявляемому является способ когерентной рентгеновской дифракционной микроскопии. Этот способ применяется для получения трехмерного фазово-контрастного изображения неупорядоченных объектов, то есть тел, не обладающих свойствами периодичности в своем внутреннем строении (Phys. Rev. Lett. 102, 018101, 2009. Three-Dimensional Visualization of a Human Chromosome Using Coherent X-Ray Diffraction. Yoshinori Nishino, Yukio Takahashi, Naoko Imamoto, Tetsuya Ishikawa, Kazuhiro Maeshima).Closest to the claimed is a method of coherent x-ray diffraction microscopy. This method is used to obtain a three-dimensional phase-contrast image of disordered objects, that is, bodies that do not have periodicity properties in their internal structure (Phys. Rev. Lett. 102, 018101, 2009. Three-Dimensional Visualization of a Human Chromosome Using Coherent X- Ray Diffraction. Yoshinori Nishino, Yukio Takahashi, Naoko Imamoto, Tetsuya Ishikawa, Kazuhiro Maeshima).
Способ включает облучение нанообъекта (хромосомы) пучком рентгеновского лазера, обладающего максимальной пространственной и временной когерентностью. Пучок предварительно диафрагмируется с помощью поглощающего экрана с микроотверстием (диаметром 20 микрон) и двух взаимно перпендикулярных щелей, прошедшее и дифрагированное нанообъектом когерентное рентгеновское излучение детектируется с помощью матрицы детекторов (CCD-камеры) для каждого фиксированного положения угла вращения нанообъекта вокруг оси, перпендикулярной рентгеновскому пучку. Компьютерная реконструкция трехмерной структуры нанообъекта по конечной последовательности двумерных дифрагированных рентгеновских полей, полученных для соответствующих углов поворота, произведена с использованием алгоритма (J.Miao, K.O.Hodgson, Т.Ishikawa, С.A.Larabell, M.A.Le Gros, and Y.Nishino, Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 100, 110, 2003).The method includes irradiating a nanoobject (chromosome) with an X-ray laser beam having maximum spatial and temporal coherence. The beam is pre-diaphragmed using an absorbing screen with a micro-hole (20 microns in diameter) and two mutually perpendicular slots, transmitted and diffracted by a nanoobject, coherent X-ray radiation is detected using a detector array (CCD camera) for each fixed position of the rotation angle of the nanoobject around the axis perpendicular to the perpendicular . Computer reconstruction of the three-dimensional structure of a nano-object from the finite sequence of two-dimensional diffracted X-ray fields obtained for the corresponding rotation angles was performed using the algorithm (J. Miao, KOHodgson, T. Ishikawa, C. A. Larabell, MALe Gros, and Y. Nishino, Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 100, 110, 2003).
Однако данный метод не позволяет идентифицировать фазовые задержки, связанные с взаимодействием рентгеновского излучения с объемным зондируемым объектом, имеющим различную электронную плотность, отражающуюся в особенностях контрастности спекл-полей. Кроме того, данный метод для своей реализации требует применения рентгеновского лазера, который очень дорог (в Японии на реализацию рентгеновского лазера затрачено 1.3 млрд $), и такой метод используется только для принципиальных фундаментальных исследований.However, this method does not allow us to identify phase delays associated with the interaction of X-ray radiation with a volumetric probed object having a different electron density, which is reflected in the characteristics of the speckle field contrast. In addition, this method for its implementation requires the use of an X-ray laser, which is very expensive ($ 1.3 billion was spent on the implementation of an X-ray laser in Japan), and this method is used only for basic fundamental research.
Задачей изобретения является обеспечение возможности не только визуализации трехмерного изображения на основе зондирования спонтанным рентгеновским излучением с управляемой когерентностью, но и возможности определения электронной плотности зондируемых аморфных объектов с наноразмерным пространственным разрешением.The objective of the invention is to enable not only the visualization of a three-dimensional image based on sensing by spontaneous x-ray radiation with controlled coherence, but also the possibility of determining the electron density of probed amorphous objects with nanoscale spatial resolution.
Технический результат заключается в возможности неинвазивного измерения 3D объемного изображения микро- и нанообъектов при использовании традиционных рентгеновских трубок со спонтанным рентгеновским характеристическим и тормозным излучением.The technical result consists in the possibility of non-invasive measurement of 3D 3D images of micro- and nano-objects using traditional x-ray tubes with spontaneous x-ray characteristic and bremsstrahlung.
Поставленная задача решается тем, что в способе когерентной рентгеновской фазовой микроскопии, включающем облучение пространственно-когерентным рентгеновским пучком, детектирование дифракционного поперечного распределения интенсивности прошедшего излучения в дальней зоне для каждого дискретного пространственного положения объекта относительно зондирующего рентгеновского пучка, компьютерную реконструкцию трехмерного изображения, согласно решению устанавливают режим спонтанного характеристического резонансного излучения, выделяют с помощью монохроматора одну длину волны, с помощью фокона формируют рентгеновский пучок, а две регулируемые щели, расположенные на выходе фокона, создают пространственно-когерентный рентгеновский пучок, выделяют одну длину волны характеристического излучения, для каждого пространственного положения объекта определяют не только поперечное двумерное распределение интенсивности, но и вычисляют среднюю контрастность двумерного поперечного распределения спекл-поля прошедшего излучения, уменьшают время когерентности τc зондирующего рентгеновского излучения или соответственно увеличивают ширину спектральной линии Δνc излучения при перестройке от характеристического рентгеновского излучения к сплошному тормозному рентгеновскому излучению до значения, соответствующего уменьшению вдвое значения контрастности спекл-поля излучения, и определяют локальную фазовую задержку τph из соотношения τph=τc=1/Δνc, измеренную для каждого угла вращения зондируемого объекта, и компьютерно реконструируют объемное распределение электронной плотности и относительного показателя преломления.The problem is solved in that in a method of coherent X-ray phase microscopy, which includes irradiation with a spatially coherent X-ray beam, detecting the diffraction transverse distribution of the transmitted radiation intensity in the far zone for each discrete spatial position of the object relative to the probe X-ray beam, computer reconstruction of the three-dimensional image, according to the solution, is established spontaneous characteristic resonant radiation mode, you they use a monochromator to transmit one wavelength, use a focon to form an x-ray beam, and two adjustable slots located at the exit of the focon create a spatially coherent x-ray beam, emit one wavelength of characteristic radiation, not only transverse two-dimensional distribution is determined for each spatial position of the object intensity, but also calculate the average contrast of the two-dimensional distribution of transverse speckle field of transmitted radiation, reduce the coherence time τ c probing present the x-ray radiation, or respectively increased spectral line width Δν c radiation in the restructuring of the characteristic X-rays to a continuous bremsstrahlung X-ray radiation to a value corresponding halving the contrast of speckle radiation field, and determining the local phase delay τ ph of the ratio τ ph = τ c = 1 / Δν c, measured for each rotation angle of the test object, and the computer reconstruct three-dimensional distribution of electron density and relative dormancy refractive exponent.
Кроме того, способ когерентной рентгеновской фазовой микроскопии, включающий облучение когерентным рентгеновским пучком, детектирование дифракционного поперечного распределения интенсивности прошедшего излучения в дальней зоне для каждого дискретного пространственного положения объекта относительно зондирующего рентгеновского пучка, компьютерную реконструкцию трехмерного изображения, согласно другому варианту перестраивают частоту ΔνL вынужденного рентгеновского излучения до значения, соответствующего уменьшению в два раза двумерного коэффициента корреляции рассеянных спекл-полей, и определяют локальную фазовую задержку τph из соотношения τph=1/ΔνL, измеренную для каждого угла вращения зондируемого объекта, компьютерно реконструируют объемное распределение электронной плотности и относительного показателя преломления.In addition, the method of coherent X-ray phase microscopy, including irradiation with a coherent X-ray beam, detecting the diffraction transverse distribution of the transmitted radiation intensity in the far zone for each discrete spatial position of the object relative to the probe X-ray beam, computer reconstruction of a three-dimensional image, according to another embodiment, the frequency Δν L of the stimulated x-ray radiation to a value corresponding to a halving the two-dimensional correlation coefficient of scattered speckle fields, and determine the local phase delay τ ph from the relation τ ph = 1 / Δν L measured for each rotation angle of the probed object, the volume distribution of electron density and relative refractive index is computer-reconstructed.
Изобретение поясняется чертежами, на фиг.1 приведена блок-схема устройства для определения объемного изображения микро- и наноструктурных объектов на основе измерения рентгеновской когерентно-фазовой микроскопии с управляемой временной когерентностью, на фиг.2 приведена блок-схема устройства для определения объемного изображения микро- и наноструктурных объектов на основе измерения когерентной рентгеновской микроскопии с управляемой рентгеновской частотой излучения,The invention is illustrated by drawings, figure 1 shows a block diagram of a device for determining the volumetric image of micro- and nanostructured objects based on the measurement of x-ray coherent-phase microscopy with controlled temporal coherence, figure 2 shows a block diagram of a device for determining the volumetric image of micro- and nanostructured objects based on measurements of coherent X-ray microscopy with a controlled x-ray radiation frequency,
гдеWhere
1. рентгеновская трубка с управляемым напряжением;1. voltage controlled x-ray tube;
2. блок питания рентгеновской трубки, управляемый персональным компьютером;2. power supply of an x-ray tube controlled by a personal computer;
3. рентгеновская линза на основе фокона, представляющего собой полые стеклянные микротрубочки с уменьшающимся диаметром;3. an x-ray lens based on a focon, which is a hollow glass microtubule with a decreasing diameter;
4. делительный кристалл;4. dividing crystal;
5. две взаимно перпендикулярные регулируемые щели;5. two mutually perpendicular adjustable slots;
6. исследуемый микро- или нанообъект;6. investigated micro- or nano-object;
7. матричный детектор;7. matrix detector;
8. персональный компьютер;8. personal computer;
9. рентгеновский волноводный спектрометр;9. X-ray waveguide spectrometer;
10. сканер, позволяющий вращать объект и смещать перпендикулярно зондирующему пучку;10. a scanner that allows you to rotate the object and displace perpendicular to the probe beam;
11. рентгеновский лазер.11. X-ray laser.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
В рентгеновской трубке 1 изменением напряжения в блоке питания 2 устанавливают режим генерации спонтанного характеристического рентгеновского излучения на одной резонансной длине волны. Расходящееся рентгеновское излучение вводится в рентгеновскую линзу 3, представляющую собой фокон, состоящий из полых стеклянных микротрубок, диаметр которых на длине трубок, составляющих десятки сантиметров, непрерывно уменьшается на несколько порядков, что позволяет получить на выходе фокона диаметр рентгеновского пучка не более 10 микрон, при этом плотность мощности излучения может возрасти на 8 порядков. Часть сформированного фоконом рентгеновского пучка с помощью делительного кристалла 4 направляется на рентгеновский волноводный спектрометр 9. Использование двух взаимно перпендикулярных щелей 5 позволяет уменьшить размер пучка до сотен нанометров и получить пространственно когерентный рентгеновский пучок. Таким рентгеновским пучком облучается исследуемый микро- или нанообъект 6. При этом микро- или нанообъект 6 дискретно вращается относительно оси, перпендикулярной рентгеновскому пучку, с помощью сканера 10. Если размеры объекта 6 больше размера пучка, то при помощи сканера 10 происходит смещение объекта перпендикулярно оси рентгеновского пучка. Для каждого пространственного положения исследуемого объекта интенсивность прошедшего и дифрагированного когерентного рентгеновского излучения детектируется с помощью матричного детектора 7. С помощью персонального компьютера 8 из двумерных распределений интенсивности прошедшего рентгеновского характеристического излучения, полученного для набора дискретных углов поворота объекта, компьютерно реконструируется трехмерное изображение объекта, а вычисление фазовых задержек в объемной среде, линейно связанных с электронной плотностью и относительным показателем преломления, позволяет реконструировать распределение электронной плотности или относительного показателя преломления (см. патент РФ №2308012, МПК G01M 11/02).In the x-ray tube 1, by changing the voltage in the power supply 2, a spontaneous characteristic x-ray emission mode is set at a single resonant wavelength. Divergent x-ray radiation is introduced into the x-ray lens 3, which is a focon consisting of hollow glass microtubes, the diameter of which along the length of the tubes, which are tens of centimeters, is continuously reduced by several orders of magnitude, which makes it possible to obtain an x-ray beam diameter of not more than 10 microns at In this case, the radiation power density can increase by 8 orders of magnitude. A part of the x-ray beam generated by the focon is sent to a X-ray waveguide spectrometer 9 using a fission crystal 4. The use of two mutually
Матричный детектор 7, детектирующий интенсивность рентгеновского излучения, пространственно расположен в дальней зоне дифракции на расстоянии L от объекта. Это расстояние выбирается из условия, определяемого поперечным размером пикселя в матричном детекторе 7, который должен быть меньше или много меньше характерного поперечного размера рентгеновских спеклов, связанных с поперечными размерами щелей d из соотношения rs≈λ·L/π·d. Оценки показывают, что, если L=1 метр, λ=0.1 нм, d=1 микрон, rs≈30 микрон. Уменьшая напряжение на рентгеновской трубке, уменьшают интенсивность резонансного характеристического рентгеновского излучения, имеющего длину когерентности Lc, определяемую соотношением Lc≈λ2/Δλ и достигающую Lc≈103-104·λ, где λ - длина волны характеристической рентгеновской линии излучения, Δλ - ширина соответствующей линии излучения. При этом увеличивается относительный вклад в суммарную интенсивность тормозного рентгеновского излучения. В предельном случае излучения только сплошного тормозного рентгеновского излучения типичная длина когерентности составляет Lc≈2-3λ. Таким образом, изменением напряжения на рентгеновской трубке 1 можно эффективно регулировать временную когерентность рентгеновского излучения τc и соответственно длины когерентности Lc=τc·c, что позволяет добиться уменьшения контрастности спекл-поля вдвое, и для данной настройки излучения рентгеновской трубки 1 измеряют рентгеновский спектр излучения с помощью рентгеновского волноводного спектрометра 9 и определяют ширину спектра Δνc=Δλ·с/λ2. Из известного соотношения Хинчина-Винера τc=1/Δνc - ширина спектра излучения Δνc связана с временем когерентности излучателя τc. Время когерентности τc определяет величину фазовой задержи τph, соответствующей уменьшению контрастности спекл-поля вдвое, определенная таким образом фазовая задержка, измеренная для каждого угла поворота объекта, относительно зондирующего рентгеновского пучка, позволяет компьютерно реконструировать пространственную электронную плотность и относительный показатель преломления.The
При использовании излучения рентгеновского лазера 11 для каждой частоты излучения измеряют двумерную интенсивность спекл-поля для прошедшего объекта излучения и фиксируют частоту излучения лазера, соответствующую уменьшению двумерного коэффициента корреляции спекл-полей вдвое, и определяют локальную фазовую задержку из соотношенияWhen using the radiation of an
τс=1/ΔνL,τ c = 1 / Δν L ,
где ΔνL - диапазон перестройки частоты излучения рентгеновского лазера, соответствующий уменьшению вдвое двумерного коэффициента корреляции спекл-полей.where Δν L is the tuning range of the radiation frequency of the X-ray laser, corresponding to a halving of the two-dimensional correlation coefficient of speckle fields.
Методическую основу измерения фазовых задержек в трехмерных структурах при зондировании рентгеновским излучением составляют интерференционные явления, возникающие при многократном рассеянии электромагнитных волн, впервые апробированные в оптическом диапазоне для излучателей (суперлюминесцентных диодов) с управляемой длиной когерентности (см. патент РФ №2308012, МПК G01M 11/02). При облучении двумерного объекта пространственно когерентным пучком монохроматических электромагнитных волн (радио, оптических и рентгеновских) с характерными длинами волн от метров до нанометров в дальней зоне дифракции возникает так называемое спекл-поле, вследствие интерференции рассеянных волн, при этом контрастность спекл-полей будет стремиться к единице. Для трехмерного объекта, если толщина зондируемого объекта больше длины волны, то при дифракции в таких трехмерных структурах возникают фазовые задержки рассеянных волн, которые будут отражаться на интерференционной картине в дальней зоне. При зондировании рентгеновским лазерным излучением со временем когерентности много больше временных (фазовых) задержек в исследуемом объемном объекте контрастность спекл-поля будет максимальной. Однако если временную когерентность излучателя уменьшать и сделать много меньше фазовых задержек, то контрастность спекл-поля будет стремиться к нулю.The methodological basis for measuring phase delays in three-dimensional structures when probing with X-ray radiation is interference phenomena arising from multiple scattering of electromagnetic waves, first tested in the optical range for emitters (superluminescent diodes) with a controlled coherence length (see RF patent No. 2308012,
В заявляемом способе предлагается определять фазовые задержки при уменьшении контрастности дифрагированных спекл-полей вдвое. Измерение фазовых или временных задержек зондируемых волн однозначно связано с изменением относительного показателя преломления среды (скорости распространения электромагнитных волн), обусловленного взаимодействием волн с зондируемой средой. В случае зондирования рентгеновскими волнами изменение показателя преломления или фазовых задержек будет обусловлено локальной (в пределах размера пучка) пространственной электронной плотностью зондируемого объекта.The inventive method proposes to determine the phase delay while reducing the contrast of diffracted speckle fields by half. The measurement of the phase or time delays of the probed waves is unambiguously associated with a change in the relative refractive index of the medium (propagation velocity of electromagnetic waves) due to the interaction of the waves with the probed medium. In the case of X-ray sounding, a change in the refractive index or phase delays will be due to the local (within the size of the beam) spatial electron density of the sensed object.
Таким образом, используя распределение дифракционного поперечного распределения рентгеновского спекл-поля, с учетом фазовых задержек с помощью компьютерных программ восстанавливается трехмерное изображение, а использование локальной фазовой задержки позволяет дополнительно определить объемную неоднородность электронной плотности зондируемого объекта.Thus, using the distribution of the diffraction transverse distribution of the X-ray speckle field, taking into account phase delays, a three-dimensional image is restored using computer programs, and the use of local phase delay allows us to additionally determine the volume inhomogeneity of the electron density of the probed object.
В способе используется зондирование трехмерного объекта с помощью перестраиваемого по частоте лазерного рентгеновского излучения, что приводит к пространственному изменению спекл-поля, связанному с изменением фазовых условий интерференции дифрагированных полей, обусловленных локальными неоднородностями электронной плотности. Такое поведение спекл-поля основано на обнаруженном и апробированном автором эффекте изменения спекл-структуры рассеянного поля при изменении частоты зондируемого оптического излучения (см. патент №2282228, МПК G03H 1/32; Акчурин Г.Г., Акчурин А.Г. Спекл-корреляционный метод определения дисперсии световодов и параметров рассеяния в оптически неоднородных средах лазерами с девиацией частоты // Приборы и техника эксперимента, 2006, №4, с.110-115).The method uses sounding of a three-dimensional object using frequency-tunable laser x-ray radiation, which leads to a spatial change in the speckle field associated with a change in the phase conditions of interference of diffracted fields due to local inhomogeneities of electron density. This behavior of the speckle field is based on the effect discovered and tested by the author of the change in the speckle structure of the scattered field when the frequency of the probed optical radiation changes (see patent No. 2282228, IPC G03H 1/32; Akchurin G.G., Akchurin A.G. Speckle- correlation method for determining the dispersion of optical fibers and scattering parameters in optically inhomogeneous media by lasers with frequency deviation // Instruments and experimental equipment, 2006, No. 4, pp. 110-115).
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010106939/28A RU2426103C1 (en) | 2010-02-24 | 2010-02-24 | Method of coherent x-ray phase microscopy |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010106939/28A RU2426103C1 (en) | 2010-02-24 | 2010-02-24 | Method of coherent x-ray phase microscopy |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2426103C1 true RU2426103C1 (en) | 2011-08-10 |
Family
ID=44754692
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010106939/28A RU2426103C1 (en) | 2010-02-24 | 2010-02-24 | Method of coherent x-ray phase microscopy |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2426103C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2649031C1 (en) * | 2016-12-16 | 2018-03-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) | Method of x-ray phase analysis of nanophases in aluminum alloys |
RU189629U1 (en) * | 2018-12-29 | 2019-05-29 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" | X-RAY PHASE-CONTRAST MICROSCOPE WITH LENS, CONTAINING AXICON |
-
2010
- 2010-02-24 RU RU2010106939/28A patent/RU2426103C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Phys. Rev. Lett. 102, 018101, 2009, Three-Dimensional Visualization of a Human Chromosome Using Coherent X-Ray Diffraction, Yoshinori Nishino, Yukio Takahashi, Naoko Imamoto, Tetsuya Ishikawa, Kazuhiro Maeshima. * |
Петраков А.П. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук, Рентгеновские методы дифракции, рефлектометрии и фазового контраста в исследовании приповерхностных слоев, Сыктывкар, 2005. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2649031C1 (en) * | 2016-12-16 | 2018-03-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) | Method of x-ray phase analysis of nanophases in aluminum alloys |
EA033425B1 (en) * | 2016-12-16 | 2019-10-31 | Federal State Budget Educational Institution Of Higher Education Saint Petersburg State Univ Spbu | Method of x-ray phase analysis of nanophases in aluminum alloys |
RU189629U1 (en) * | 2018-12-29 | 2019-05-29 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" | X-RAY PHASE-CONTRAST MICROSCOPE WITH LENS, CONTAINING AXICON |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8214158B2 (en) | X-ray imaging apparatus, X-ray imaging method and method of controlling X-ray imaging apparatus | |
JP5462408B2 (en) | X-ray source diffraction grating step imaging system and imaging method | |
CN1279345C (en) | Method and systems using field-based light scattering spectroscopy | |
US8972191B2 (en) | Low dose single step grating based X-ray phase contrast imaging | |
US7778389B2 (en) | X-ray imaging system and method | |
US20090219544A1 (en) | Systems, methods and computer-accessible medium for providing spectral-domain optical coherence phase microscopy for cell and deep tissue imaging | |
US20130108015A1 (en) | X-ray interferometer | |
JP2013522619A (en) | Single mode optical fiber based angle resolved low coherence interferometry (LCI) (a / LCI) and non-interference measurement system and method | |
Gao | Change of coherence of light produced by tissue turbulence | |
Uribe-Patarroyo et al. | Velocity gradients in spatially resolved laser Doppler flowmetry and dynamic light scattering with confocal and coherence gating | |
Ashkar et al. | Dynamical theory calculations of spin-echo resolved grazing-incidence scattering from a diffraction grating | |
RU2426103C1 (en) | Method of coherent x-ray phase microscopy | |
Forster et al. | Phase function measurements on nonspherical scatterers using a two-axis goniometer | |
Shuvalov et al. | Spatial resolution, measuring time, and fast visualization of hidden deep phantoms in diffusion optical tomography of extended scattering objects | |
RU2413930C1 (en) | Method of determining optical characteristics of homogeneous scattering substance | |
JP6788521B2 (en) | X-ray imaging device | |
Corral et al. | Tissue characterization with ballistic photons: counting scattering and/or absorption centres | |
Abubaker et al. | Polarization of scattered light in biological tissue | |
Hu | Phase-Sensitive Optical Coherence Tomography for Dynamic Photothermal Detection And Imaging of Gold Nano-Rods in Scattering Media and Biological Tissue | |
JP2023512899A (en) | X-ray scattering device | |
Hielscher et al. | Imaging in biological tissues by means of diffraction tomography with photon density waves | |
Kuznetsova et al. | Multiple-beam interferometry of turbid media with quasi-monochromatic light | |
JP2012112914A (en) | X-ray imaging apparatus and x-ray imaging method | |
Guevara et al. | Comparison of the performance of two depth-resolved optical imaging systems: laminar optical tomography and spatially modulated imaging | |
Meng et al. | 3-D velocity vector measurement using optical Doppler tomography |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160225 |