硬X射线相衬成像技术

本文介绍了近年来硬X射线位相衬度成像技术的发展状况,详细论述了X射线干涉相衬、衍射增强相衬,类同轴相衬等几种典型的成像原理.     

软X射线光学多层膜

评述了软Ｘ射线光学多层膜的结构设计,结构评价以及结构稳定性的研究现状,并讨论了目前存在的问题以及可能的解决办法。     

应用于激光聚变的X射线分幅成像技术

X射线分幅相机具有高时间分辨能力和二维空间分辨率,是激光惯性约束聚变(inertial confinement fusion,ICF)实验中重要的超快诊断设备,常用于获取内爆压缩动态图像等信息.此外,该相机也可应用于Z箍缩、X射线激光、同步辐射等研究中进行瞬态信息探测.传统X射线分幅相机的时间分辨率由0.1μs提高至100 ps,空间分辨率约20 lp/mm,且实现了工程化及大画幅尺寸.随着ICF研究的深入,要求分幅相机时间分辨率优于30 ps.采用电子束时间放大技术可将分幅相机时间分辨率提高至5 ps.微电子技术的进步进一步推动了分幅相机的发展.基于CMOS芯片的单视线分幅成像系统时间分辨率为30 ps、空间分辨率为35μm.为了提高抗电磁干扰能力,最近几年发展出一种全光固体分幅相机.本文重点阐述了目前实用的微通道板(microchannel plate, MCP)行波选通X射线分幅技术及新型电子束时间放大X射线分幅技术,并对全固体分幅技术及全光固体分幅技术的未来发展进行了展望.     

两块晶体的硬X射线衍射增强成像

硬X射线衍射增强成像(DEI)方法利用一块或一对放在样品和探测器之间的完美晶体(分析晶体), 把X射线(经过多块晶体单色化, 具有较高单色性和准直性)穿过样品时产生的透射光、折射光和散射光彼此分开来成像, 是一种和X射线相位变化梯度有关的成像方法, 能够大大提高弱吸收体硬X射线成像的衬度和空间分辨率. DEI成像的光路通常较为复杂, 入射光要经过多块晶体的衍射, 调节不便, 不利于实用化. 为了探索简化DEI方法的可行性, 在北京同步辐射装置(BSRF)仅用两块Si(111)单晶体(一块作同步辐射白光的单色器, 另一块作为Bragg模式的分析晶体)作了一系列DEI成像实验, 在摇摆曲线的十多个位置获得了衬度和分辨率均比吸收像明显提高的硬X射线衍射增强像, 并解释了分析晶体位于摇摆曲线不同位置时所得图像在明暗对比和成像衬度等方面的差别. 这是目前使用晶体最少的Bragg模式的DEI成像.     

X射线、光学和射电入选类星体的哈勃图的比较

爱因斯坦天文台关于类星体资料公布以来,人们的注意点之一是研究类星体的X射线、光学及射电辐射之间的相关性。这种相关性的研究不仅是计算X射线背景辐射一个主要方法的关键,而且更重要的是研究这三种波段辐射机制的重要依据。这三种辐射对比研究中,比较注目的是Tananbaum等发现的在一个完整的射电入选的3CR样品中,X射线光度弥散最     

高对称度光源的同步辐射X射线同轴相衬成像

全球现有的同步辐射光源中,电子束团在垂直于运动方向的截面上其水平尺寸和垂直尺寸的差异都较大,即同步辐射X射线(SRX)源的尺寸在水平和垂直两方向上有较大差异(二者的比值为光源的对称度,与1的差别越大,则对称度越差).这使得利用同步辐射X射线开展同轴相衬成像实验时,水平和垂直两个方向上入射X射线的点扩展函数相差较大,造成两个方向上空间分辨率有很大差别,这种差异还会造成两个方向上相位衬度水平的明显差别,从而严重影响同轴相位衬度成像的质量.本文通过在北京同步辐射装置(BSRF)成像线站(4W1A)束线上加入白光光阑直接限制光源对样品的点扩展函数的方法,获得了一个对称度大大提高的同步辐射X射线源(光源对称度从2.7提高到接近1),并开展了模型样品(聚酰胺细丝)的同轴相位衬度成像实验.使4W1A的光源对称度从2.7提高到1,虽然会使总通量约减小为原来的0.0005,但通量密度只减小到原来的0.22.总通量的减小由光斑尺寸的减小和通量密度的减小共同决定,由于高分辨率同轴成像需要的光斑尺寸很小,因此本方法对高分辨率同轴成像的不利影响仅限于通量密度的减小.同时,研究结果表明,通过关小水平光阑尺寸,把对成像有贡献的水平方向光源尺寸从1.23 mm减小到约0.35 mm,使模型样品成像的最大相位衬度从0.057提高到了0.35,即通过关小光阑提高光源的对称度,使同轴相衬成像的密度灵敏度提高了5倍.光源对称度的提高,使空间分辨率和相位衬度这两方面在水平方向和垂直方向达到相同的水平,从而极大改善了BSRF 4W1A线站SRX同轴相位衬度成像的质量.我们分析了成像质量提升的原因,并讨论了未来进一步改进的方向.     

硅单晶微缺陷直接观察X射线形貌图的光学处理

一、引言 过去我们曾讨论了关于周期结构的电镜图象的光学处理和增强,这种方法只能处理局期结构这一类的特殊照片,客观存在着许多非周期结构的图象,用光学方法进行处理是许多学者十分关心和研究的问题。     

X射线显微镜

近来的技术进步所产生的分辨力比光学显微镜强10倍的“软”X射线显微镜为人们提供了一种观察细微结构和进行化学分析的新方式     

X射线激光器

1984年10月29日,美国利弗莫尔实验室宣布,在实验室内首次制成了X射线激光器.这是激光技术的一个重大突破,为在材料科学、生物学、大规模集成电路等方面的应用开辟了广阔的前景。尤为重要的是,X射线激光全息将可能拍摄出晶体、生物大分子的三维照片,这种全息照相是超高速的、非破坏性的,可用于研究生物体的高速运动过程。     

上转换发光纳米材料在生物成像中应用的研究进展

稀土上转换发光纳米材料是一类利用近红外光激发而短波长发射的荧光材料, 因其具有发光性质稳定、无光漂白现象、弱的生物样品损伤和高荧光信噪比等优点, 在荧光成像中可弥补传统荧光标记材料的不足而发挥重要作用. 本文重点介绍上转换发光纳米材料在生物成像中应用的进展.     

自由电子X射线激光器

自由电子X 射线激光器有三个主要困难:谐振腔、电子束和波荡器(wiggler).这三个困难又是互相联系的,例如合适的谐振腔和波荡器,将会降低对相对论电子束的流强等参数的要求.最近,Colella 等建议用硅单晶使X 射线     

X射线形貌学

《X射线形貌学》一文,介绍一项观察晶体材料缺陷的新技术——X射线形貌术的机理、优点及在缺陷(包括点缺陷、线缺陷、面缺陷)研究、点阵参数测量、工艺控制等方面的主要应用情况;并对于各种不同形式的形貌技术(诸如柏尔格-白瑞特反射形貌术、郎氏透射形貌术、双晶形貌术、异常透射形貌术、同步辐射形貌术)分别予以简洁的讨论。文中选用若干晶体的形貌图象照片予以说明,看来颇觉直观形象。     

蓬勃发展的X射线天文学

突破大气层 20世纪40年代，人类首次观测到了太阳日冕发出的X射线，从而证明太阳是一个X射线源。科学家推测。由于月亮反射太阳光，它也应该发射微弱的X射线荧光。1962年，美籍意大利裔天文学家里卡尔多．贾科尼（Riccardo Giacconi）把一枚探空火箭升到150千米的高空试图利用上面的盖革计数器记录来自月球上的X射线光子。从而证明月球发射X射线辐射的观点。     

透明胶带与X射线

在展示物理学的过程中,洛杉矾加利福尼亚大学的研究人员向人们证实,通过简单的透明胶带即可产生X射线. 在最近一期的<自然>杂志上,塞思·帕特曼(Sech J.Putterman)博士和他的同事报告说,当拉开透明胶带时,即粘合剂离开胶带表面的瞬间,会有强烈的电子流被释放出来.电流依次产生强烈而短暂的X射线爆——每次爆发时间为十亿分之一秒,包含大约30万X射线光子.     

钱德拉X射线空间观测站

美国宇航局所属钱德拉Ｘ射线空间观测站于１９９９年８月底开始观测充斥Ｘ射线的太空。对比罗塞特Ｘ射线卫星拍摄的图像,首批拍摄的图像是仙后座Ａ星球,深层次图像揭示了星云中心附近存在一个耀眼亮点,这可能是恒星爆炸的残骸。钱德拉Ｘ射线空间观测站更长曝光时间的图像将有助于解释超新星遗留下的中子星、黑洞或完全湮灭这一悬而未决的问题。 钱德拉Ｘ射线空间观测站是以已故天体物理学家钱德拉命名的,这座目前世界最大的Ｘ射线空间观测站比以前Ｘ射线天文望远镜拍摄的图像清晰度高出１０倍、灵敏度高出５０～１００倍,它具备大多数…