用于同步辐射和XFEL光源的多投影X射线成像的晶体光学元件开发
仪器与探测器
2024-02-22 v1 光学
摘要
X射线多投影成像（XMPI）是一种新兴技术，能够以每秒数百万张的速度获取可见光不透明样品的三维图像。这一突破性能力使得可以观测快速随机现象的体积信息，而此前由于缺乏具有千赫兹至兆赫兹重复率的体积X射线成像探针，这些现象无法被观测。这些现象包括具有工业和社会相关性的过程，如固体断裂、冲击波传播、基于激光的三维打印，甚至生物领域的快速过程。事实上，传统断层扫描的速度受旋转引起的剪切力限制，最先进断层扫描的最高速度仅为1000赫兹。此外，剪切力可能干扰观测中的现象，尤其是对于软样品或流体动力学等敏感现象。XMPI基于将X射线束分束以生成样品的多个同时视图，从而消除了旋转的需要。可实现的性能取决于X射线源、探测系统以及用于生成多个视图的X射线光学元件的特性。全球范围内X射线源功率密度的提升，使得在同步辐射装置上可实现千赫兹采样速度的三维成像，在X射线自由电子激光（XFEL）上可实现兆赫兹采样速度的三维成像。快速探测系统已经可用，二维兆赫兹成像已在同步辐射和XFEL上得到验证。在本工作中，我们探索了与同步辐射插入件和XFEL X射线束兼容的X射线分光镜光学元件和XMPI方案。我们描述了两种适用于大样品和复杂样品环境的方案。随后，我们在欧洲XFEL上展示了兆赫兹速率XMPI的实验可行性。
引用
@article{arxiv.2402.13262,
title = {Development of crystal optics for Multi-Projection X-ray Imaging for synchrotron and XFEL sources},
author = {Valerio Bellucci and Sarlota Birnsteinova and Tokushi Sato and Romain Letrun and Jayanath C. P. Koliyadu and Chan Kim and Gabriele Giovanetti and Carsten Deiter and Liubov Samoylova and Ilia Petrov and Luis Lopez Morillo and Rita Graceffa and Luigi Adriano and Helge Huelsen and Heiko Kollmann and Thu Nhi Tran Calliste and Dusan Korytar and Zdenko Zaprazny and Andrea Mazzolari and Marco Romagnoni and Eleni Myrto Asimakopoulou and Zisheng Yao and Yuhe Zhang and Jozef Ulicny and Alke Meents and Henry N. Chapman and Richard Bean and Adrian Mancuso and Pablo Villanueva-Perez and Patrik Vagovic},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.13262},
year = {2024}
}
备注
47 pages, 17 figures