Теоретический анализ возможностей метода фазового контраста Цернике для жесткого рентгеновского излучения
Диссертация
При проведении двумерных расчетов в изображении объектов возникают артефакты, связанные с малым числом точек расчетной сетки в горизонтальном и вертикальном направлениях. В случае использования преломляющей линзы в роли фокусирующего элемента наиболее качественное изображение формируется в центральной области, при использовании зонной пластинки — на некотором удалении от оптической оси, поскольку… Читать ещё >
Список литературы
- Большая Советская Энциклопедия, 3-е изд., Москва, изд. «Советская Энциклопедия», 1975, том. 22, 627 е., стр. 14.
- З.Г. Пинскер. Рентгеновская кристаллооптика. Москва, Наука, 1982, 390 е., стр. 7.
- Ш. Чжан. Многоволновая дифракция рентгеновских лучей в кристаллах. Москва, Мир, 1987, 334 с.
- Дж. Каули. Физика Дифракции. Москва, Мир, 1979, 431 с.
- John P. Blewett. Synchrotron radiation early history. // J. Synchrotron Rad., (1998) 5, p. 135−139.
- Интернет-ресурс: http://www.kcsr.kiac.ru/
- Интернет-ресурс: http://www.bessy.de/
- Интернет-ресурс: http://www.esrf.eu/
- Интернет-ресурс: http://www.aps.anl.gov/
- Интернет-ресурс: http://www.spring8.or.ip/
- A.A. Snigirev, I.I. Snigireva, V.G. Kohn, S.M. Kuznetsov, I.A. Schelokov. On the possibilities of x-ray phase contrast microimaging by coherent high-energy synchrotron radiation. // Rev. Sci. Instrum., 1995, vol. 66, N. 12, p. 5486−5492.
- Zernike F. Phase contrast method in microscopic observations. // Z. tech. Phys., 1935, 16, 454.
- Интернет-ресурс: http://nobelprize.org/nobelprizes/physics/laureates/1953/
- A. Snigirev, V. Kohn, I. Snigireva, B. Lengeler. A compound refractive lens for focusing high-energy X-rays. // Nature, 1996, vol. 384, N. 6604, p. 49−51.
- R.W. Gerchberg and W.O. Saxton. A practical algorithm for the determination of the phase from image and diffraction plane pictures. // Optik, 1972, 35, p. 237.
- Соменков B.A., Ткалич A.K, Шилыитейн С. Ш. Рефракционный контраст в рентгеновской интроскопии. //ЖТФ, 1991, т. 61, стр. 197−201.
- V.N.Ingal and E.A.Beliaevskaya. X-ray plane-wave topography observation of the phase contrast from a non-crystalline object. // J. Phys. D: Appl. Phys., 1995, V. 28, N. 10, pp. 2314−2317.
- B.H. Ингал, E.A. Беляевская. Метод фазодисперсной интроскопии. // ЖТФ, 1997, т. 67, N 1, стр. 68−77.
- Ландсберг Г. С. Оптика. Учеб. Пособие: Для вузов. 6-е изд., стереот. -М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. — 848 с, стр. 138−145.
- Бушуев В.А., Сергеев А. А. Решение обратной задачи реконструкции изображений в методе рентгеновского фазового контраста // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2000, N 9, С.48−52.
- J. Radon. Uber die Bestimmung von Funktionen durch ihre Integralwerte langs gewisser Mannigfaltigkeiten. // Berichte Sachsische Akademie der Wissenschaften, Leipzig, 1917, Bande 29, s. 262−277.
- Dean Verhoeven. Multiplicative algebraic computed tomographic algorithm for the reconstruction of multidirectional intefrerometric data. // Opt. Engineering, 1993,32, N.2, 410−419.
- Bruno Lengeler, Christian G. Schroer, Boris Benner, Achim Gerhardus, Til Florian Gunzler, Marion Kuhlmann, Jannik Meyer and Christiane Zimprich. Parabolic refractive X-ray lenses. // J. Synchrotron Rad., 2002, 9, 119−124.
- V.V. Aristov, M.V. Grigoriev, S.M. Kuznetsov, L.G. Shabelnikov, V.A. Yunkin, M. Hoffmann, E. Voges. X-ray focusing by planar parabolic refractive lenses made of silicon. // Opt. Commun., 2000, 177, 33−38.
- Kohn V.G. On the theory of X-ray refractive optics: exact solution for a parabolic medium. // JETP LETT., 2002, 76, 701−704.
- Protopopov V.V. Statistical theory and numerical study of a compound X-ray lens with manufacturing errors. // Opt. Commun., 1999, 172, 113−124.
- Snigirev A., Yunkin V., Snigireva I., Di Michiel M., Drakopoulos M., Kouznetsov S., ShabePnikov L., Grigoriev M., Ralchenko V., Sychov I., Hoffmann M., Voges E. Diamond refractive lens for hard X-ray focusing. // Proc. SPIE, 2002, vol.4783, 1−9.
- Bernd Nohammer, Joanna Hoszowska, Andreas K. Freundb and Christian David. Diamond planar refractive lenses for thirdand fourth-generation X-ray sources.//J. Synchrotron Rad., 2003, 10, 168−171.
- A. Snigirev, B. Filseth. P. Elleaume, Th. Klocke, V. Kohn, B. Lengeier, I. Snigireva, A. Souvuruv, and J. Tummler. Refractive lenses for high energy X-ray focusing. //Proc. SPIE, 1997, vol. 3151, 164−170.
- P. Elleaume. Two-plane focusing of 30 keV undulator radiation. // J. Synchr. Rad., 1998,5, 1−5.
- A. Snigirev, V. Kohn, I. Snigireva, A. Souvorov, and B. Lengeler. Focusing high-energy x rays by compound refractive lenses. // Appl. Opt., 1998, vol. 37, N. 4. 653−662.
- Kohmura Y., Awaji M., Suzuki Y., Ishikawa Т., Dudchik Yu. I., Kolchevsky N.N., Komarov F.F. X-ray focusing test and x-ray imaging test by a microcapillary x-ray lens at an undulator beamline. // Rev. Sci. Instrum., 1999, vol. 70, N. l 1, 4161−4167.
- Yu. I. Dudchik and N. N. Kolchevskii. A microcapillary lens for X-rays. // Nucl. Instr. Meth. A, 1999, 421, 361−364.
- B.B. Старков, Л. Г. Шабельников, M.B. Григорьев, А. П. Ушакова. Рентгеновские фокусирующие элементы, сформированные фотоанодным травлением кремния. //Поверхность. Рентген., синхротрон., нейтрон, исслед., 1999, N 1, 146−150.
- V.V. Aristov, V.V. Starkov, L.G. Shabel’nikov, S.M. Kuznetsov, A.P. Ushakova, M.V. Grigoriev, V.M. Tseitlin. Short-focus silicon parabolic lenses for hard X-rays. // Opt. Commun., 1999, 161, 203−208.
- В. В. Аристов, Л. Г. Шабельников, В. М. Цейтлин, В. В. Старков, С. М. Кузнецов, М. В. Григорьев. Рентгеновская оптика преломления. Планарные киноформные профили. // Поверхность. Рентген., Синхротрон., нейтрон, исслед., 2000, N 1, 71−76.
- В. Lengeler, С. Schroer, J. Tummler, В. Benner, М. Richwin, A. Snigirev, I. Snigireva, and. M. Drakopoulos. Imaging by parabolic refractive lenses in the hard X-ray range. // J. Synchr. Rad., 1999, 6, 1153−1167.
- M.A. Piestrup, J.T. Cremer, H.R. Beguiristain, C.K. Gary, and R.H. Pantell. Two-dimensional x-ray focusing from compound lenses made of plastic. // Rev. Sci. Instr., 2000, vol. 71, N.12, 4375−4379.
- Y. Ohishi, A.Q.R. Baron, M. Ishii, T. Ishikawa and O. Shimomura. Refractive X-ray lens for high pressure experiments at SPring-8. Nucl. Instr. Meth. A (2001) 467−468, 962−965.
- В. Г. Кон. Полуаналитическая теория фокусировки синхротронного излучения произвольной системой параболических преломляющих линз и проблема нанофокусировки. // Поверхность, 2009, N 5, 32−39.
- V. Kohn, I. Snigireva, A. Snigirev, Diffraction theory of imaging with x-ray compound refractive lens. // Opt. Comm., 2003, vol. 216, p. 247−260.
- A. Snigirev, I. Snigireva, V. Kohn, S. Kuznetsov, V. Yunkin. X-ray Interferometers Based on Refractive Optics. // AIP Conf. Proc. (10th Int.Conf.Xr.Micr) 2011, vol.1365, p.285−288.
- V.G. Kohn. Focusing femtosecond X-ray free-electron laser pulses by refractive lenses. J. Synchr. Rad. 2012, 19, N. l, 84−92.
- Павлинский Г. В. Преломление и отражение рентгеновского излучения: Методическое пособие. Иркутск: ИГУ, 2003.-46 е., стр. 41.
- A. Holmberg, M. Lindblom, J. Reinspach, M. Bertilsson, H.M. Hertz. Soft x-ray zone plate fabrication at KTH, Stockholm. // J. Physics: Conf. Ser. «9th Int. Conf. on X-Ray Microscopy», 2009, V. 186, p. 12 065.
- Olov von Hofsten, Michael Bertilson, Julia Reinspach, Anders Holmberg, Hans M. Hertz, and Ulrich Vogt. Sub-25-nm laboratory x-ray microscopy using a compound Fresnel zone plate. // Opt. Lett., 2009, V. 34, No. 17, p. 2631−2633.
- W. Chao, J. Kim, S. Rekawa, P. Fischer, E.H. Anderson. Demonstration of 12 nm resolution Fresnel zone plate lens based soft x-ray microscopy. // Opt. Express, 2009, V. 17, No. 20, p. 17 669−17 677.
- I. Snigireva, A. Snigirev, V. Kohn, V. Yunkin, M. Grigoriev, S. Kuznetsov, G. Vaughan, M. Di Michiel. Focusing high energy X-rays with stacked Fresnel zone plates. // Phys. Stat. Sol. (a), 2007, vol. 204, N. 8, p. 2817−2823.
- A.B. Куюмчян, В. Г. Кон, И. И. Снигирева, A.A. Снигирев, A.A. Исоян, С. М. Кузнецов, В. В. Аристов, Е. В. Шулаков. Исследование оптическихсвойств системы на основе двух зонных пластинок. // Поверхность, 2006, N. 2, с. 29−35.
- Ахманов С.А., Никитин С. Ю. Физическая оптика: учебник. 2-е изд. -М.: изд-во МГУ- Наука, 2004. 656 с, стр. 372−374, 378−379, 426−438.
- Сивухин Д.В. Общий курс физики. Издание 3-е, стереотипное. — М.: Физматлит, 2002. — T. IV. Оптика. — 792 с, стр. 369−371.
- Интернет-ресурс: http://genphys.phys.msu.ru/rusakov/materIV.pdf66. Интернет-ресурс:http://wwvv.microscopyu.com/articlcs/phasecontrast/phasemicroscopy.html
- G. Schmahl, D. Rudolph, P. Guttmann, G. Schneider, J. Thieme, B. Niemann. Phase contrast studies of biological specimens with the x-ray microscope at BESSY (invited). //Rev. Sci. Instrum., 1995 88 (2), p. 1282−1286.
- J. Kirz, C. Jacobsen, M. Howells. Soft X-ray microscopes and their biological applications. // Q. Rev. Biophys., 1995, 28, 33−130, p. 26−30.
- M. Awaji, Y. Suzuki, A. Takeuchi, H. Takano, N. Kamijo, S. Tamuraa, M. Yasumoto. Zernike-type X-ray imaging microscopy at 25 keV with Fresnel zone plate optics. // J. Synchrotron Rad., 2002, 9, 125−127.
- D.L. White, O.R. Wood, J.E. Bjorkholm, S. Spector, A.A. MacDowell, B. LaFontaine. Modification of the coherence of undulator radiation. // Review of Scientific Instruments, 1995 66 (2), p. 1930−1933.
- Y. Kohmura, A. Takeuchi, H. Takano, Y. Suzuki and T. Ishikawa. Zernike phase-contrast X-ray microscope with an X-ray refractive lens. // J. Phys. 4 France, 2003, vol. 104, p. 603−606.
- Anne Sakdinawat and Yanwei Liu. Phase contrast soft x-ray microscopy using Zernike zone plates. // Optics express, 2008, Vol. 16, N. 3, p. 1559−1564.
- O. von Hofsten, M. Bertilson, M. Lindblom, A. Holmberg, and U. Vogt. Compact Zernike phase contrast x-ray microscopy using a single-element optic. // Optics express, 2008, Vol. 33, N. 9, p. 932−934.
- Christian Holzner, Michael Feser, Stefan Vogt, Benjamin Hornberger, Stephen B. Baines and Chris Jacobsen. Zernike phase contrast in scanning microscopy with X-rays. // Nature physics, 2010, vol. 6, p. 883−887.
- Wenbing Yun, Michael Feser, Benjamin Hornberger. System and method for quantitative reconstruction of Zernike phase-contrast images. Patent No.: US 7,787,588 В1. Date of patent: aug. 31, 2010.
- Л.Д. Ландау, E.M. Лифшиц. Теоретическая физика, том VIII. Электродинамика сплошных сред. 2-е изд., перераб. — М.: Наука, 1982. -621 с, стр. 393−397.
- Денисов В.И. Введение в электродинамику материальных сред: учебное пособие. -М.: Изд-во МГУ, 1989. 168 с, стр. 130−136.
- В.Г. Кон. К теории рентгеновской преломляющей оптики. Точное решение для параболической среды. // Письма в ЖЭТФ, 2005, том 76, вып. 10, с. 701−704.
- Л.И. Волковысский, Г. Л. Лунц, И. Г. Араманович. Сборник задач по теории функций комплексного переменного. — 4-ое изд., перераб. Москва, ФИЗМАТЛИТ, 2002. -312 с, стр. 58.
- Бахвалов Н.С., Жидков Н. П., Кобельков Г. М. Численные методы. М.: Наука, 1987, 630 е., стр. 218−224.
- Интернет-ресурс: http://www.vkacl.narod.ru/
- Интернет-ресурс: http://java.sun.com/
- Krishna P., Jiang S.S., Lang A.R. An optical and X-ray topographic study of giant screw dislocations in silicon carbide // J. Cryst. Growth., 1985, vol. 71. N. 1, p. 41−56.
- Hatakeyama T., Ichinoseki K., Fukuda K., Higuchi N., Aral K. Evaluation of the quality of commercial silicon carbide wafers by an optical non-destructive inspection technique. //J. Cryst. Growth., 2008, vol. 310, N 5, p. 988−992.
- Epelbaum B.M., Hofmann D. On the mechanisms of micropipe and macrodefect transformation in SiC during liquid phase treatment. // J. Cryst. Growth., 2001. vol. 225, N. l, p. 1−5.
- Yakimova R., Vouroutzis N., Syvajarvi M., Stoemenos J. Morphological features related to micropipe closing in 4H-SiC. // J. Appl. Phys., 2005, vol. 98, N. 3, p. 34 905.
- Gutkin M.Yu., Sheinerman A.G., Argunova T.S. Micropipes in silicon carbide crystals. // Phys. Status Solidi. C., 2009, vol. 6, N. 8, p. 1942−1947.
- Gutkin M.Yu., Sheinerman A.G., Argunova T.S., Yi J. M., Kim M. U., Je J. H., Nagalyuk S.S., Mokhov E.N., Margaritondo G., Hwu Y. Interaction of micropipes with foreign polytype inclusions in SiC // J. Appl. Phys., 2006, vol. 100, p. 93 518.
- Gutkin M.Yu., Sheinerman A.G., Argunova T.S., Yi J.M., Je J.H., Nagalyuk S.S., Mokhov E.N., Margaritomdo G., Hwu Y. Role of micropipes in the formation of pores at foreign polytype boundaries in SiC crystals. // Phys. Rev. B., 2007, vol. 76, p. 64 117.
- Gutkin M.Yu., Sheinerman A.G., Smirnov M.A., Kohn V.G., Argunova T.S., Je J.H., Jung J.W. Correlated reduction in micropipe cross sections in SiC growth. // Appl. Phys. Lett., 2008, vol. 93, p. 151 905.
- Hirth J.P. Dislocations within elliptical holes. // Acta Mater., 1999, vol. 47, p. 1−4.
- Huang X.R., Dudley M., Vetter W. M, Huang W., Wang S., Carter C.H. Direct evidence of micropipe-related pure superscrew dislocations in SiC. // Appl. Phys. Lett., 1999. vol. 74, N. 3, p. 353−355.
- Kohn V.G., Argunova T.S., Jung Ho Je. Study of micropipe structure in SiC by x-ray phase contrast imaging. // Appl. Phys. Lett., 2007. vol. 91, 171 901.
- Argunova T.S., Kohn V.G., Jung Ji Won, Jung Ho Je. Elliptical micropipes in SiC revealed by computer simulating phase contrast images. // Phys. status solidi (A), 2009, vol. 206, №. 8, p. 1833−1837.
- Кон В.Г., Аргунова Т. С., Jung, Но Je. Особенности фазово-контрастных изображений микротрубок в SiC в белом пучке синхротронного излучения. // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2011, т. 1, с. 5−10.
- J. М. Rodenburg. Ptychography and Related Diffractive Imaging Methods, в серии «Advances in imaging and electron physics», V. 150, P. 87.