قياس الأشعة السينية شعاع بالاتساق على طول الاتجاهات متعددة باستخدام 2-D شطرنج المرحلة المشبك
Summary
ونظرا لإجراء بروتوكول القياس وتحليل البيانات للحصول على التماسك عرضية من مصدر الأشعة السينية أشعة السنكروترون على طول أربعة اتجاهات في وقت واحد باستخدام المرحلة الشطرنج 2-D واحدة صريف. هذه التقنية بسيطة يمكن تطبيقها على كامل توصيف التماسك عرضية من مصادر الأشعة السينية والبصريات الأشعة السينية.
Abstract
إجراء لمعدات لقياس التماسك عرضية من أشعة السنكروترون مصادر الأشعة السينية باستخدام مرحلة واحدة وتفيد التقارير تداخل صريف. وقد أظهرت القياسات في 1-BM الانحناء خط الأشعة المغناطيس من مصدر فوتون المتقدم (APS) في مختبر أرغون الوطني (ANL). باستخدام مربعات 2-D π / 2 مرحلة التحول صريف، تم الحصول على أطوال التماسك عرضية على طول الاتجاهين الرأسي والأفقي وكذلك على طول 45 درجة و 135 درجة الاتجاهات إلى الاتجاه الأفقي. بعد التفاصيل الفنية المحددة في هذه الورقة، تم قياس interferograms في مواقع مختلفة المصب المرحلة صريف على طول اتجاه شعاع نشر. تم استخراج القيم رؤية كل للتداخل من تحليل قمم التوافقية في صورة فورييه لها تحولت. ونتيجة لذلك، وطول التماسك على طول كل اتجاه يمكن استخلاصها من تطور الرؤية بوصفها وظيفة من صريف-لDETECتور بعد. قياس وقت واحد من التماسك أطوال ساعدت في أربعة اتجاهات تحديد شكل بيضاوي الشكل من منطقة تماسك مصدر الأشعة السينية على شكل التمويه. تقنية المبلغ عنها متعددة الاتجاه التماسك توصيف مهمة لاختيار حجم العينة المناسب والتوجيه، وكذلك لتصحيح آثار التماسك جزئية في التجارب التماسك ونثر. ويمكن أيضا أن هذه التقنية يمكن تطبيقها لتقييم التماسك الحفاظ على قدرات البصريات الأشعة السينية.
Introduction
الثابت الأشعة السينية مصادر الإشعاع السنكروتروني الجيل الثالث، مثل وكالة الأنباء الجزائرية في ANL، يمونت، IL، الولايات المتحدة الأمريكية (http://www.aps.anl.gov) كان، آثار هائلة على تطوير العلوم الأشعة السينية . مصدر إشعاع السنكروترون يولد مجموعة من الإشعاعات الكهرومغناطيسية، من الأشعة تحت الحمراء لموجات الأشعة السينية، عندما الجسيمات المشحونة، مثل الإلكترونات، وتبذل لنقل بالقرب من سرعة الضوء في مدار دائري. هذه المصادر لها خصائص فريدة جدا مثل سطوع عالية، وبنية توقيت نابض والثانية بيكو، والترابط المكاني والزماني واسع. شعاع الأشعة السينية الترابط المكاني هو معيار مهم من مصادر توليد السنكروترون الثالث والرابع وعدد من التجارب والاستفادة من هذه الخاصية قد زاد بشكل كبير خلال العقدين الماضيين 1. ترقيات في المستقبل من هذه المصادر، مثل شعرية المخطط أعمى الألوان متعدد منحنى (MBA) للحلقة تخزين وكالة الأنباء الجزائرية، سوف تزيد بشكل كبير تدفق متماسك شعاع (HTTP: //www.aps.anl.gov/Upgrade/). يمكن ضبطها شعاع الأشعة السينية باستخدام مستوحد اللون الكريستال لتحقيق مستوى أعلى من التماسك الزمني. تماسك عرضية من مصادر السنكروترون هو أعلى بكثير من مصادر الأشعة السينية المختبر، استنادا بسبب انخفاض الابتعاثية شعاع الإلكترون وبعد انتشار طويلة من المصدر إلى محطة تجريبية.
عادة، يتم استخدام تجربة مزدوجة الثقب أو انقر نقرا مزدوجا شق يونغ لقياس الترابط المكاني لشعاع من خلال التفتيش على تسليط الضوء على هامش تدخل 2. للحصول على وظيفة كاملة بالاتساق مجمع (CCF)، وهناك حاجة إلى القياسات المنتظمة مع اثنين من الشقوق وضعها في مواقع مختلفة مع مختلف حالات انتهاء الخدمة، والتي هي، وخاصة بالنسبة الصلبة الأشعة السينية، مرهقة وغير عملي. موحد صفيف مكررة (URA) يمكن أن تستخدم أيضا لقياس شعاع التماسك من خلال توظيف بأنها مرحلة التحول قناع 3. على الرغم من أن هذه التقنية يمكن أن توفر التعاون القطري الكامل، انها ليست حرة الموديل. وفي الآونة الأخيرة، تم تطوير تقنيات قياس التداخل على أساس تأثير تالبوت باستخدام خاصية التصوير الذاتي من الدوري الاجسام. هذه تداخل الاستفادة من وضوح الرؤية للتداخل تقاس على عدد قليل من مسافات التصوير الذاتي المصب من صريف للحصول على شعاع عرضية التماسك 4-9. وذكرت قياسات التماسك عرضية باستخدام اثنين من نظام صريف أيضا 7.
رسم تماسك شعاع عرضية، في وقت واحد على طول الاتجاهين الرأسي والأفقي وذكر لأول مرة من قبل JP Guigay وآخرون. 5. في الآونة الأخيرة، والعلماء في المجموعة البصريات، شعبة العلوم الأشعة السينية (XSD)، وكالة الأنباء الجزائرية قد ذكرت اثنين من التقنيات الجديدة لقياس شعاع transverses التماسك على طول أكثر من اتجاهين في وقت واحد باستخدام طريقتين: واحدة مع مرحلة الشطرنج صريف 8، والآخر مع مرحلة التعميم المشابك 9.
في هذه الورقة قياس آثافةووصف الإجراءات ement وتحليل البيانات من أجل الحصول على التماسك عرضية من الحزم على طول 0 درجة و 45 درجة و 90 درجة، و 135 درجة الاتجاهات بالنسبة إلى الاتجاه الأفقي، في وقت واحد. أجريت القياسات من على خط الأشعة 1-BM وكالة الأنباء الجزائرية مع اللوحة π المرحلة / 2 صريف. تفاصيل هذه التقنية المذكورة في الأقسام بروتوكول ما يلي: 1) التخطيط للتجربة. 2) إعداد 2-د مرحلة الشطرنج صريف. 3) إعداد التجربة والمواءمة في منشأة السنكروترون. 4) إجراء قياسات التماسك؛ 5) تحليل البيانات. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت نتائج التمثيلية لتوضيح هذه التقنية. يمكن القيام بتلك الإجراءات من في العديد من beamlines السنكروترون مع التغيرات الدنيا على تصميم صريف.
Protocol
Representative Results
Discussion
ويبين الشكل 5 يقدر طول التماسك عرضية على طول كل الاتجاهات الأربعة. ومن الواضح أن الاتجاه 90 درجة لديها أعلى ξ θ مقارنة إلى 0 درجة الاتجاه. منذ خط الأشعة البصريات له تأثير يذكر على تماسك شعاع في الموقع النسبي صريف، ومنطقة التماسك قياس تتناسب عكسيا مع ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Use of the Advanced Photon Source and Center for Nanoscale Materials, Office of Science User Facilities operated for the U.S. Department of Energy (DOE) Office of Science by Argonne National Laboratory, was supported by the U.S. DOE under Contract No. DE-AC02-06CH11357. We acknowledge Dr. Han Wen, NHLBI / National Institutes of Health, Bethesda, MD 20892, USA, for many helpful suggestions during the data processing.
Materials
References
- Als-Nielsen, J., McMorrow, D. . Elements of Modern X-ray Physics. , (2011).
- Born, M., Wolf, E. . Principle of Optics. , (1999).
- Lin, J. J. A., et al. Measurement of the Spatial Coherence Function of Undulator Radiation using a Phase Mask. Phys. Rev. Lett. 90 (7), 074801 (2003).
- Cloetens, P., Guigay, J. P., De Martino, C., Baruchel, J., Schlenker, M. Fractional Talbot imaging of phase gratings with hard X-rays. Opt. Lett. 22 (14), 1059-1061 (1997).
- Guigay, J. P., et al. The partial Talbot effect and its use in measuring the coherence of synchrotron X-rays. J. Synchrotron Rad. 11, 476-482 (2004).
- Kluender, R., Masiello, F., Vaerenbergh, P. V., Härtwig, J. Measurement of the spatial coherence of synchrotron beams using the Talbot effect. Phys. Status Solidi A. 206 (8), 1842-1845 (2009).
- Pfeiffer, F., et al. Shearing Interferometer for Quantifying the Coherence of Hard X-Ray Beams. Phys. Rev. Lett. 94 (1-4), 164801 (2005).
- Marathe, S., et al. Probing transverse coherence of x-ray beam with 2-D phase grating interferometer. Opt. Express. 22 (12), 14041-14053 (2014).
- Shi, X., et al. Circular grating interferometer for mapping transverse coherence area of X-ray beams. Appl. Phys. Lett. 105 (1-6), 041116 (2014).
- Zanette, I., David, C., Rutishauser, S., Weitkamp, T. 2D grating simulation for X-ray phase-contrast and dark-field imaging with a Talbot interferometer. , 73-79 (2010).
