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利用相干台面式极紫外光源对纳米结构图案进行层叠成像

2019-01-04

对于纳米结构和生物样品的高空间分辨率成像而言,相干衍射成像技术(coherent diffraction imaging)或者无透镜X射线显微技术(lensless X-ray microscopy)引起了研究人员的广泛兴趣。对这两项成像技术来说,在目标物体和探测器之间,根本不需要放置任何光学元件,因为物体的图像可以通过其远场衍射图案完全重构出来,只需借助迭代算法进行相位恢复(phase retrieval)即可。因此,原则上这类技术可以在高数值孔径的装置中实现亚波长量级的空间分辨率。

随着超快激光技术的发展,基于高次谐波产生(high-order harmonic generation, HHG)的高光子通量台面式极紫外光源已经可以在小型实验室中获得。近日,由英国曼彻斯特大学的化学学院、道尔顿核研究所、材料学院以及加拿大(魁北克)国家科学研究院组成的联合研究团队报道了一条新建成的高次谐波光源通道,该光源具有高光子通量,高单色度,中心波长为30纳米。此外,研究者们使用层叠成像技术(ptychography),即扫描式相干衍射成像,用台面式极紫外光源对一个准周期性的纳米结构图案进行了探测,探测所使用的30纳米极紫外光,其光束直径为2.5微米,探测视场较宽,约为15×15平方微米。

利用扩展的层叠成像迭代算法,研究人员从记录了物体不同相邻位置的数百个远场衍射图案中,成功地重构出了物体和辐照光束的结构。通过研究相位恢复传递函数,他们获得了衍射极限的空间分辨率,约为32纳米。

(来源:光粒网



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