Name: measurement of x-ray beam coherence along multiple directions using 2-d checkerboard phase grating
Uploaded: 2016-10-11T13:00:00
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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.

1. प्रयोग की योजना <ol><li> सिंक्रोटॉन beamline को पहचानें। beamline वैज्ञानिक से संपर्क करें कि beamline पर प्रयोग के औचित्य खोजने के लिए। नोट: प्रयोगों इस पांडुलिपि में रिपोर्ट 1-बी एम बी beamline, जो ए पी एस के XSD के तहत, प्रकाश?...

<ol>
	<li>Als-Nielsen, J., McMorrow, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Elements of Modern X-ray Physics. , (2011).</li><li>Born, M., Wolf, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Principle of Optics. , (1999).</li><li>Lin, J. J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+the+Spatial+Coherence+Function+of+Undulator+Radiation+using+a+Phase+Mask.">Measurement of the Spatial Coherence Function of Undulator Radiation using a Phase Mask.</a> Phys. Rev. Lett. 90 (7), 074801 (2003).</li><li>Cloetens, P., Guigay, J. P., De Martino, C., Baruchel, J., Schlenker, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fractional+Talbot+imaging+of+phase+gratings+with+hard+X-rays.">Fractional Talbot imaging of phase gratings with hard X-rays.</a> Opt. Lett. 22 (14), 1059-1061 (1997).</li><li>Guigay, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+partial+Talbot+effect+and+its+use+in+measuring+the+coherence+of+synchrotron+X-rays.">The partial Talbot effect and its use in measuring the coherence of synchrotron X-rays.</a> J. Synchrotron Rad. 11, 476-482 (2004).</li><li>Kluender, R., Masiello, F., Vaerenbergh, P. V., H&#228;rtwig, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+the+spatial+coherence+of+synchrotron+beams+using+the+Talbot+effect.">Measurement of the spatial coherence of synchrotron beams using the Talbot effect.</a> Phys. Status Solidi A. 206 (8), 1842-1845 (2009).</li><li>Pfeiffer, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shearing+Interferometer+for+Quantifying+the+Coherence+of+Hard+X-Ray+Beams.">Shearing Interferometer for Quantifying the Coherence of Hard X-Ray Beams.</a> Phys. Rev. Lett. 94 (1-4), 164801 (2005).</li><li>Marathe, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Probing+transverse+coherence+of+x-ray+beam+with+2-D+phase+grating+interferometer.">Probing transverse coherence of x-ray beam with 2-D phase grating interferometer.</a> Opt. Express. 22 (12), 14041-14053 (2014).</li><li>Shi, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circular+grating+interferometer+for+mapping+transverse+coherence+area+of+X-ray+beams.">Circular grating interferometer for mapping transverse coherence area of X-ray beams.</a> Appl. Phys. Lett. 105 (1-6), 041116 (2014).</li><li>Zanette, I., David, C., Rutishauser, S., Weitkamp, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=2D+grating+simulation+for+X-ray+phase-contrast+and+dark-field+imaging+with+a+Talbot+interferometer.">2D grating simulation for X-ray phase-contrast and dark-field imaging with a Talbot interferometer.</a> , 73-79 (2010).</li></ol>

चित्रा 5 सभी चार दिशाओं के साथ अनुमान अनुप्रस्थ जुटना लंबाई से पता चलता। जाहिर है, 90 डिग्री दिशा θ 0 डिग्री दिशा की तुलना में अधिक ξ है। चूंकि beamline प्रकाशिकी झंझरी रिश्तेदार स्थान पर किरण ?...

ऐसे ANL, Lemont, आईएल, संयुक्त राज्य अमेरिका (http://www.aps.anl.gov) पर ए पी एस के रूप में तीसरी पीढ़ी के कठिन एक्स-रे सिंक्रोटॉन विकिरण स्रोतों, एक्स-रे विज्ञान के विकास पर जबरदस्त प्रभाव पड़ा है । एक सिंक्रोटॉन विकिरण स्रोत एक्स-रे तरंग दैर्ध्य, जब इस तरह के इलेक्ट्रॉनों के रूप में कणों का आरोप लगाया है, एक परिपत्र कक्षा में प्रकाश की गति के पास स्थानांतरित करने के लिए बना रहे हैं अवरक्त से, विद्युत चुम्बकीय विकिरण की एक स्पेक्ट्रम उत्पन्न करता है। इन सूत्रों में इस तरह के उच्च चमक, स्पंदित और पिको-दूसरे समय संरचना, और बड़े स्थानिक और लौकिक जुटना के रूप में बहुत ही अनूठा गुण है। एक्स-रे किरण स्थानिक जुटना तीसरी और चौथी पीढ़ी विकिरण स्रोतों में से एक महत्वपूर्ण पैरामीटर और बनाने इस संपत्ति का उपयोग नाटकीय रूप से पिछले दो दशकों से अधिक बढ़ गया है 1 प्रयोगों की संख्या है। इस तरह के ए पी भंडारण की अंगूठी के लिए योजना बनाई मल्टी मोड़ achromat (एमबीए) जाली के रूप में इन स्रोतों के भविष्य के उन्नयन, नाटकीय रूप से बीम सुसंगत प्रवाह (http में वृद्धि होगी: //www.aps.anl.gov/Upgrade/)। एक्स-रे किरण उच्च अस्थायी जुटना हासिल करने के लिए एक क्रिस्टल monochromator का उपयोग कर देखते जा सकता है। विकिरण स्रोतों की अनुप्रस्थ जुटना कम इलेक्ट्रॉन बीम emittance और प्रयोगात्मक स्टेशन के स्रोत से लंबी दूरी की वजह से प्रचार प्रयोगशाला आधारित एक्स-रे स्रोतों की तुलना में काफी अधिक है। आम तौर पर, यंग डबल पिनहोल या डबल भट्ठा प्रयोग हस्तक्षेप किनारे 2 की दृश्यता के निरीक्षण के माध्यम से बीम के स्थानिक जुटना को मापने के लिए प्रयोग किया जाता है। पूरा परिसर जुटना समारोह (सीसीएफ) प्राप्त करने के लिए, व्यवस्थित माप विभिन्न विभाजन, जो है, विशेष रूप से कठिन एक्स-रे, बोझिल और अव्यावहारिक के लिए के साथ विभिन्न पदों पर रखा दो slits के साथ की जरूरत है। समान रूप से निरर्थक सरणी (URA) भी एक चरण मुखौटा 3 स्थानांतरण के रूप में यह रोजगार से किरण जुटना माप के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। तकनीक पूर्ण सीसीएफ प्रदान कर सकते हैं यद्यपि, यह मॉडल-मुक्त नहीं है। हाल ही में, इंटरफेरोमेट्रिक टैलबोट प्रभाव पर आधारित तकनीक आवधिक वस्तुओं की आत्म-इमेजिंग संपत्ति का उपयोग कर विकसित किया गया। ये interferometers interferogram दृश्यता में कुछ आत्म-इमेजिंग दूरी किरण अनुप्रस्थ जुटना 4-9 प्राप्त करने के लिए झंझरी के बहाव पर मापा का इस्तेमाल करते हैं। अनुप्रस्थ जुटना दो झंझरी प्रणाली का उपयोग करने का माप भी 7 की सूचना दी है। अनुप्रस्थ किरण जुटना मानचित्रण, एक साथ क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर दिशाओं के साथ पहली जेपी Guigay एट अल द्वारा सूचना मिली थी। 5। एक बिसात चरण झंझरी 8 के साथ एक है, और अन्य: हाल ही में, प्रकाशिकी समूह, एक्स-रे विज्ञान प्रभाग (XSD) में वैज्ञानिकों, ए पी एस की किरण अधिक से अधिक दो दिशाओं से एक साथ दो तरीकों का उपयोग कर के साथ जुटना transverses को मापने के लिए दो नई तकनीकों को सूचित किया है एक परिपत्र चरण झंझरी 9 के साथ। इस पत्र में measurement और डेटा विश्लेषण प्रक्रियाओं, 45 डिग्री, 90 डिग्री, और 135 ° दिशाओं क्षैतिज दिशा के सापेक्ष, एक साथ 0 डिग्री के साथ किरण की अनुप्रस्थ जुटना प्राप्त करने के लिए वर्णित हैं। माप एक बिसात π / 2 चरण झंझरी के साथ ए पी एस के 1-बी एम beamline पर किए गए। इस तकनीक प्रोटोकॉल वर्गों में सूचीबद्ध के विवरण शामिल हैं: 1) प्रयोग की योजना बना; 2) 2-डी बिसात चरण झंझरी की तैयारी; 3) प्रयोग सेटअप और सिंक्रोटॉन सुविधा पर संरेखण; 4) जुटना माप प्रदर्शन; 5) डेटा विश्लेषण। इसके अलावा, प्रतिनिधि परिणाम तकनीक वर्णन करने के लिए दिखाए जाते हैं। इन प्रक्रियाओं झंझरी डिजाइन पर कम से कम परिवर्तन के साथ कई सिंक्रोटॉन beamlines पर बाहर किया जा सकता है।

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="628">
	<tbody>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:215px;">1-BM-B bending magnet x-ray source</td>
			<td style="width:128px;">Advanced photon Source/ Argonne National Lab</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"><a href="http://www.aps.anl.gov/Xray_Science_Division/Optics/Beamline/">http://www.aps.anl.gov/Xray_Science_Division/Optics/Beamline/</a></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">LYSO Scintillator</td>
			<td>Proteus Inc</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td><a href="http://www.apace-science.com/proteus/lyso.htm#top">http://www.apace-science.com/proteus/lyso.htm#top</a></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Coolsnap HQ2 CCD detector</td>
			<td style="width:128px;">Photometrics</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td><a href="http://www.photometrics.com/products/ccdcams/coolsnap_hq2.php">http://www.photometrics.com/products/ccdcams/coolsnap_hq2.php</a></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">ATC 2000 UHV sputtering deposition system</td>
			<td style="width:128px;">AJA International Inc</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td><a href="http://www.ajaint.com/systems_atc.htm">http://www.ajaint.com/systems_atc.htm</a></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">MICROPOSIT S1800 photoresist</td>
			<td style="width:128px;">Dow&#160;</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">MICROPOSIT 351 developer</td>
			<td style="width:128px;">Dow&#160;</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">MA/BA6 lithography system</td>
			<td style="width:128px;">SUSS MicroTec</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td><a href="http://www.suss.com/en/products-solutions/products/mask-aligner/maba6/overview.html">http://www.suss.com/en/products-solutions/products/mask-aligner/maba6/overview.html</a></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:215px;">Spin coater WS-400-6NPPB</td>
			<td style="width:128px;">Laurell Technologies Corporation</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td><a href="http://www.laurell.com/spin-coater/?model=WS-400-6NPP-LITE">http://www.laurell.com/spin-coater/?model=WS-400-6NPP-LITE</a></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">JBX-9300FS electron beam lithography system</td>
			<td style="width:128px;">JEOL</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td><a href="http://www.jeolusa.com/PRODUCTS/PhotomaskDirectWriteLithography/ElectronBeamLithography/JBX-9500FS/tabid/245/Default.aspx">http://www.jeolusa.com/PRODUCTS/PhotomaskDirectWriteLithography/ElectronBeamLithography/JBX-9500FS/tabid/245/Default.aspx</a></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">CS-1701 RIE system</td>
			<td style="width:128px;">Nordson March</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td><a href="http://www.nordson.com/EN-US/DIVISIONS/MARCH/PRODUCTS/LEGACY/Pages/CS-1701-Anisotropic-RIE-Plasma-System.aspx">http://www.nordson.com/EN-US/DIVISIONS/MARCH/PRODUCTS/LEGACY/Pages/CS-1701-Anisotropic-RIE-Plasma-System.aspx</a></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Techni Gold 25E</td>
			<td style="width:128px;">Technic</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td><a href="http://www.technic.com/eu/applications/industrial/industrial-chemistry/plating-chemistry">http://www.technic.com/eu/applications/industrial/industrial-chemistry/plating-chemistry</a></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Dektak-8 surface profiler</td>
			<td style="width:128px;">Bruker</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td><a href="http://brukersupport.com/ProductDetail/1136">http://brukersupport.com/ProductDetail/1136</a></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">MICROPOSIT 1165 remover</td>
			<td style="width:128px;">Dow&#160;</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

measurement of x-ray beam coherence along multiple directions using 2-d checkerboard phase grating

एक तकनीक के लिए एक प्रक्रिया के लिए एक एकल चरण झंझरी व्यकिकरणमीटर बताया जाता है का उपयोग कर सिंक्रोटॉन विकिरण एक्स-रे स्रोतों की अनुप्रस्थ जुटना को मापने के लिए। माप Argonne राष्ट्रीय प्रयोगशाला में उन्नत फोटॉन स्रोत (ए पी) (ANL) की 1-बी एम झुकने चुंबक beamline पर प्रदर्शन किया गया। 2-डी बिसात π / 2 चरण पारी झंझरी का उपयोग करके, अनुप्रस्थ जुटना लंबाई क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर दिशाओं के साथ के रूप में अच्छी तरह से क्षैतिज दिशा करने के लिए 45 डिग्री और 135 डिग्री दिशाओं के साथ प्राप्त किया गया। तकनीकी इस पत्र में निर्दिष्ट जानकारी के बाद, interferograms चरण बीम प्रसार दिशा साथ झंझरी के बहाव के विभिन्न पदों पर मापा गया। प्रत्येक interferogram की दृश्यता मूल्यों उसके फूरियर तब्दील छवि में हार्मोनिक चोटियों का विश्लेषण करने से निकाले गए थे। नतीजतन, प्रत्येक दिशा के साथ जुटना लंबाई के एक समारोह के रूप में दृश्यता के विकास से निकाला जा सकता झंझरी करने वाली detecटो दूरी। जुटना के एक साथ माप लंबाई में चार दिशाओं गाऊसी के आकार का एक्स-रे स्रोत का जुटना क्षेत्र के अंडाकार आकार की पहचान में मदद की। कई-दिशा जुटना लक्षण वर्णन के लिए सूचना तकनीक उचित नमूने का आकार और ओरिएंटेशन के चयन के लिए के रूप में अच्छी तरह से जुटना बिखरने प्रयोगों में आंशिक जुटना प्रभाव को सही करने के लिए महत्वपूर्ण है। इस तकनीक को भी एक्स-रे प्रकाशिकी का जुटना संरक्षण क्षमताओं का आकलन करने के लिए लागू किया जा सकता है।

विस्तृत प्रयोगात्मक और सिमुलेशन परिणाम कहीं और पाया जा सकता है, जबकि 8, इस धारा के ऊपर ही माप और डेटा विश्लेषण प्रक्रियाओं को वर्णन करने के परिणाम से चयन दिखाता है। चित्रा 1 ए पी का प्रतिनिधित्...

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Measurement of X-ray Beam Coherence along Multiple Directions Using 2-D Checkerboard Phase Grating

माप प्रोटोकॉल और डेटा विश्लेषण प्रक्रिया चार दिशाओं के साथ एक सिंक्रोटॉन विकिरण एक्स-रे स्रोत की अनुप्रस्थ जुटना प्राप्त करने के लिए एक साथ एक ही 2-डी बिसात चरण झंझरी प्रयोग करने के लिए दिया जाता है। इस सरल तकनीक का एक्स-रे स्रोतों और एक्स-रे प्रकाशिकी की पूरी अनुप्रस्थ जुटना लक्षण वर्णन के लिए लागू किया जा सकता है।

कई दिशाओं के साथ एक्स-रे किरण जुटना के मापन 2-डी बिसात चरण झंझरी का उपयोग

A procedure for a technique to measure the transverse coherence of synchrotron radiation X-ray sources using a single phase grating interferometer is ...

Research

JoVE Journal

Engineering

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