[发明专利]X射线吸收光栅制作方法及其X射线吸收光栅

说明书

本发明公开了一种X射线吸收光栅制作方法及其X射线吸收光栅，制作方法包括步骤：在基底上制作光栅槽或光栅孔，形成光栅槽阵列或光栅孔阵列；有机溶剂、水、表面活性剂清洗基底；金属纳米颗粒加入挥发性溶剂和表面活性剂，制得悬浊液；真空下，将金属纳米颗粒悬浊液填充至光栅微结构中，且金属纳米颗粒沉降填满光栅槽或光栅孔；检测，如填充不均匀或者光栅微结构内没有布满金属纳米颗粒，继续填充；清洗基底表面的金属纳米颗粒。吸收光栅包括基底，基底上设有光栅槽阵列或光栅孔阵列，光栅槽或光栅孔填满金属纳米颗粒。本发明的吸收光栅与熔融金属材料制成的光栅性能相差无几，且制作方法简单、门槛低、成本低廉，便于在普通实验室操作及实现。

技术领域

本发明涉及一种X射线吸收光栅，尤其涉及一种X射线吸收光栅制作方法。

背景技术

吸收光栅是X射线光栅微分相衬成像技术中必不可少的关键器件，在该技术中，其可分为源光栅与分析光栅。2006年F.Pfeiffer等人将Lau效应引入X射线相衬成像技术中，使用源光栅将普通X射线管发出的非相干X射线调制为部分相干(在一个光栅周期内)，在满足相衬成像对相干性要求的同时，充分利用了X射线通量。另一方面，为分辨物体引起的相位光栅自成像条纹的剪切量，通常在自成像位置放置分析光栅来对相位信息取样。

一般地，分析光栅的周期小、深宽比大，制作难度很大。目前，LIGA(Lithography,Electroplating,and Molding)仍是制作吸收光栅的主流技术，能够制作大面积、高深宽比的分析光栅。但其技术壁垒高，无法在普通实验室内实现。随后，出现了将微铸造技术、纳米压印技术等应用在光栅制作中的技术，但微铸造技术在对光栅微结构表面改性的环节上，需要经过高温过程，且在金属填充环节上，需要专用填充炉，有一定的破损率。纳米压印技术虽然能够得到小周期的分析光栅，但制作面积十分受限。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种制作方法简单、门槛低、成本低廉，便于在普通实验室操作及实现的X射线吸收光栅制作方法。

本发明进一步要解决的技术问题在于，提供一种与熔体或电镀金属填充的光栅相当、但成本低廉、便于在普通实验室操作及实现的X射线吸收光栅。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种X射线吸收光栅制作方法，包括以下步骤：

A、光栅微结构制作：根据光栅图形在基底上制作光栅槽或光栅孔，光栅槽或光栅孔形成光栅槽阵列或光栅孔阵列；

B、清洗干燥：采用有机溶剂、水、表面活性剂清洗光栅微结构，然后干燥；

C、配置金属纳米颗粒悬浊液：选用金属纳米颗粒，加入挥发性溶剂，并加入表面活性剂，分散后制得均匀分散的金属纳米颗粒悬浊液；其中挥发性溶剂：表面活性剂的体积比为(200:1)-(20:1)，金属纳米颗粒选用X射线强吸收金属；金属纳米颗粒的粒径小于槽宽的一半或孔径的一半；

D、预填充及其沉降：真空下，将金属纳米颗粒悬浊液填充至光栅微结构的光栅槽或光栅孔中，并使得金属纳米颗粒沉降填满光栅微结构的光栅槽或光栅孔；

E、重复填充及沉降：检测，如填充不均匀或者光栅微结构内没有布满金属纳米颗粒，继续填充至金属纳米颗粒填满光栅微结构的光栅槽或光栅孔；

F、后处理：清洗基底表面的金属纳米颗粒，得到X射线吸收光栅。

进一步地，所述的X射线吸收光栅制作方法中，优选所述步骤A中，所述光栅图形是采用掩模板将光栅图形复制到覆盖有光刻胶的基底表面，通过显影、定影将光栅图形固化在基底表面。