X射线纳米成像椭球镜设计与检测

《X射线纳米成像椭球镜设计与检测》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文X射线纳米成像椭球镜设计与检测作者姓名：陶芬指导教师:邓彪研究员中国科学院上海应用物理研究所学位类别:工程硕士学科专业:电子与通信工程培养单位:中国科学院上海应用物理研究所2018年6月DesignandDetectionofEllipsoidalMono-CapillaryforX-RayNano-ImagingAthesissubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesinpartialfulfillmentoftherequire

2、mentforthedegreeofMasterofEngineeringinElectronicsandCommunicationEngineeringByTaoFenSupervisor:ProfessorDengBiaoJune2018摘要摘要聚焦镜是全场透射X射线显微镜（Transmissionx-raymicroscope，TXM）系统的核心部件之一。单毛细管椭球镜以其高的反射效率、调节方便等优点在TXM系统中得到广泛的应用，是上海光源二期线站纳米三维成像线站将要用到的关键部件。椭球镜

3、制造技术长期被国外厂商垄断，为实现这一关键设备的国产化，我们联合北京师范大学共同研制了椭球聚焦镜。我们根据光源特性以及需要匹配的波带片发散角，设计了针对匹配70nm与30nm波带片的椭球镜的物理参数。北京师范大学根据我们设计的物理参数，拉制了多套聚焦镜。为评价研制椭球镜的性能，我们对于初步拉制的椭球镜，首先进行了光学检测，主要检测其面形误差。目前拉制出的椭球镜中最好的面形误差小于15rad（RMS），满足设计要求。然后，将光学检测符合要求的椭球镜进行X射线检测，主要检测了聚焦光斑均匀度、发散角

4、、焦距、焦深、效率以及面形误差等参数，选取了满足设计要求的椭球镜。基于研制的椭球镜，在上海光源成像线站（BL13W）与测试线站（BL09B）搭建了TXM系统。匹配70nm波带片编号为BNU#5的椭球镜，成功实现了TXM成像，空间分辨率为100nm；对于匹配30nm波带片编号bnu#10椭球镜，目前也成功实现TXM成像，但是成像质量不好，分析其原因可能是由于光通量不够导致的曝光时间过长、信噪比低造成的。我们自主设计并成功研制了的椭球聚焦镜，利用光学与X射线的方法检测了研制椭球镜的特性，基于研制的椭

5、球镜成功搭建了TXM成像系统，并成功地实现了纳米分辨成像，为上海光源二期纳米三维成像线站的TXM系统建设积累了相关经验。关键词：单毛细管椭球镜，X射线显微镜，X射线光学，检测，同步辐射IAbstractAbstractThesingle-bounceellipsoidalmono-capillaryisoneofthekeycomponentofthe3Dnano-imagingbeamlineforfull-fieldTransmissionX-rayMicroscope(TXM)system

6、inShanghaiSynchrotronRadiationFacility(SSRF)phase-IIproject.However,thekeytechnologyofellipsoidalmono-capillaryhasbeenmonopolizedbyforeigncompanies.Inordertorealizethelocalizationofthiskeyequipment,weandBeijingNormalUniversity(BNU)aredevelopingthetec

7、hnology.WedesignthephysicalparametersofellipsoidalcapillarytomatchingdifferentZonePlate(ZP),basedonthecharacteristicsoflightsourceandthenumericalaperture(NA)ofZonePlateusedinTXM..BeijingNormalUniversity(BNU)hasfabricated,manyellipsoidalcapillariesbas

8、edonthedesignparameters.Inordertoevaluatetheperformanceofthecapillary,wefirstlyperformedopticaltestontheellipsoidalcapillary.Atpresent,thebestslopeerrorofcapillaryislessthan15μrad(RMS),whichmeetsthedesignrequirements.Secondly,X-rayexaminationwasperfo