X射線成像旋轉(zhuǎn)橢球聚焦鏡的設(shè)計(jì)與檢測(cè).pdf

1、X射線三維相位成像因其可實(shí)現(xiàn)厚物質(zhì)的內(nèi)部三維結(jié)構(gòu)的觀察，在生物醫(yī)學(xué)和納米材料領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。國(guó)家同步輻射實(shí)驗(yàn)室(NSRL)利用全場(chǎng)透射顯微技術(shù)(TXM)建設(shè)了高空間分辨X射線成像光束線和實(shí)驗(yàn)站。通過分析X射線成像系統(tǒng)的不同的聚焦光學(xué)元件，選用旋轉(zhuǎn)橢球聚焦鏡來聚焦入射光源。針對(duì)成像系統(tǒng)對(duì)照明光的要求，設(shè)計(jì)了四組旋轉(zhuǎn)橢球聚焦鏡，并利用新穎的實(shí)驗(yàn)方法對(duì)美國(guó)Xradia公司制作的旋轉(zhuǎn)橢球鏡進(jìn)行了檢測(cè)。結(jié)果表明，旋轉(zhuǎn)橢球聚焦鏡的設(shè)計(jì)滿足成像要

2、求。 本論文主要開展了以下幾個(gè)方面的工作： 1.總結(jié)X射線顯微技術(shù)以及X射線的微聚焦光學(xué)元件?？偨Y(jié)了X射線成像技術(shù)中出現(xiàn)的新研究領(lǐng)域：X射線相位襯度成像技術(shù)和X射線三維(顯微)成像技術(shù)。分析了三類X射線微聚焦光學(xué)元件的特點(diǎn)和適用范圍。從而選定旋轉(zhuǎn)橢球聚焦鏡為NSRL的X射線成像實(shí)驗(yàn)站的聚焦光學(xué)元件。 2.旋轉(zhuǎn)橢球聚焦鏡的設(shè)計(jì)。旋轉(zhuǎn)橢球聚焦鏡的設(shè)計(jì)按照以下原則：1，X光源處于橢球的一個(gè)焦點(diǎn)處，以掠入射角照射到旋轉(zhuǎn)橢

3、球聚焦鏡后，經(jīng)表面全反射聚焦于橢球鏡的另一焦點(diǎn)上。2，根據(jù)成像系統(tǒng)的要求，四組旋轉(zhuǎn)橢球聚焦鏡出射光的數(shù)值孔徑應(yīng)與波帶片環(huán)狀照明的數(shù)值孔徑一致。根據(jù)以上原則設(shè)計(jì)了四組旋轉(zhuǎn)橢球聚焦鏡的長(zhǎng)軸和短軸和工作長(zhǎng)度等。 3.旋轉(zhuǎn)橢球聚焦鏡的檢測(cè)。聚焦光斑的大小和聚焦效率是衡量旋轉(zhuǎn)橢球聚焦的兩個(gè)最重要的指標(biāo)。采用NSRL的TXM實(shí)驗(yàn)站自身的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方法獲得聚焦鏡光斑的大小和效率。用實(shí)驗(yàn)值與理論值相比較，從而得出旋轉(zhuǎn)橢球鏡的設(shè)計(jì)合理性