[发明专利]一种纳米级波带片成像分辨率测试的方法及装置在审

专利信息
申请号: 202010499019.0 申请日: 2020-06-04
公开(公告)号: CN111721784A 公开(公告)日: 2020-09-29
发明(设计)人: 王山峰;袁清习;张凯;黄万霞 申请(专利权)人: 中国科学院高能物理研究所
主分类号: G01N23/04 分类号: G01N23/04;G01N23/20
代理公司: 北京君尚知识产权代理有限公司 11200 代理人: 司立彬
地址: 100049 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 纳米 波带片 成像 分辨率 测试 方法 装置
【说明书】:

发明公开了一种纳米级波带片成像分辨率测试的方法及装置。本装置包括X射线光源、聚焦镜、标准分辨率板和成像探测器;其中,根据待测波带片的设计分辨率,选择匹配的成像探测器放置在该待测波带片的像平面上;根据该待测波带片的设计分辨率,选择匹配的标准分辨率板并将其放置在该待测波带片的物平面上;所述X射线光源用于经所述聚焦镜照明该标准分辨率板,透过该标准分辨率板的光线经该待测波带片成像于所述成像探测器。本装置可以最直观的检测成像波带片的分辨率和分析其衍射效率。

技术领域

本发明涉及X射线成像技术领域,尤其涉及一种纳米级波带片成像分辨率测试的方法及装置。

背景技术

X射线是一种重要的科研工具,随着X射线源和X射线光学的不断发展,X射线实验技术已经被广泛应用于物理、化学、生命科学、材料科学以及众多工程技术领域的研究当中。自1895年伦琴发现并观察到X射线开始,有无数科学家投入到了X射线源、X射线光学以及X射线实验方法的研究上来。在相关领域诞生了众多的诺贝尔级别的科研成果,如X射线的发现(伦琴,1901)、元素特征X谱线(巴克拉,1917)、X射线干涉现象(劳厄,1914),X射线在晶体结构上的研究(布拉格父子,1915)等。目前,X射线光学和实验方法已经相对比较成熟并不断有新的实验方法涌现。然而,更先进、更高精度的X射线实验方法对光学元件的精密性要求逐步提升,光学元件的质量和制造工艺逐渐成为了限制X射线实验精度的一个重要因素。提升X射线光学元件质量,对提升X射线实验技术尤其是先进的同步辐射光源上的实验精度尤为重要,已经逐步成为X射线领域必须面对的重大限制因素,比如波带片。

波带片是X射线光学和X射线成像实验方法中的一个关键元件,是一种基于衍射原理的X射线聚焦和成像的光学元件,如图1所示。首先,波带片作为聚焦元件时,较高的衍射效率需要波带片具有一定的厚度才能实现,而且高能X射线对厚度的要求更高。其次,作为成像元件时,成像系统的分辨能力与波带片最外环的尺寸成正比,因此波带片的质量更是决定了整个成像系统的分辨能力。以上两个方面要求波带片具有较小的最外环尺寸和较大的高宽比,这不仅是微纳加工领域的一个难题,同样是微纳检测方面的一个挑战。

目前的检测技术主要分为可见光、X射线和电子显微镜三大类。然而,可见光的波长相对较长分辨能力无法达到要求。而电子显微镜通常只能观察表面结构信息,如果想要获得整个波带片的完整结构信息必须对样品波带片进行切片处理,经过如此检测后的波带片即使达到精度要求也无法再使用。X射线检测方法最直接的就是对波带片进行三维无损成像,直接观察波带片的结构信息。目前,同步辐射纳米成像实验技术分辨率已经完全达到检测精度的要求。然而,在如此高分辨率的检测要求下,视场大小往往只有微米量级,对于毫米尺度的波带片只能局部拼接成像检测。上述检测方法虽然能够在一定程度上反映波带片结构信息,但仅仅是间接反映波带片分辨能力的方法。除了以上不足之处,这些间接的检测方法无法获得波带片的衍射效率信息。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题,本发明的目的是提供一种纳米级X射线成像波带片的分辨率和衍射效率的测试方法及装置,可以最直观的检测成像波带片的分辨率和分析其衍射效率。该检测装置直接采用X射线全场透射成像方式,相对于通过电子显微镜等其他检测波带片环形质量的检测方式,具有对成像质量检测结果直接、直观等优势。能够反映成像波带片质量的最真实情况。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的:

一种纳米级波带片成像分辨率测试装置,其特征在于,包括X射线光源、聚焦镜、标准分辨率板和成像探测器;其中,根据待测波带片的设计分辨率,选择匹配的成像探测器放置在该待测波带片的像平面上;根据该待测波带片的设计分辨率,选择匹配的标准分辨率板并将其放置在该待测波带片的物平面上;所述X射线光源用于经所述聚焦镜照明该标准分辨率板,透过该标准分辨率板的光线经该待测波带片成像于所述成像探测器。

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