基于Kirkpatrick-Baez镜聚焦的X射线小角散射显微层析成像

胡涛; 滑文强; 王玉丹; 王玉柱; 周平; 洪春霞; 边风刚; 肖体乔

doi:doi:10.3788/AOS201838.0134001

光学学报, 2018, 38 (1): 0134001, 网络出版: 2018-08-31

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Small-Angle X-Ray Scattering Tomography Based on Micro-Focusing Kirkpatrick-Baez Mirrors

胡涛 ^1,2滑文强 ¹王玉丹 ¹王玉柱 ¹周平 ¹洪春霞 ¹边风刚 ^1,2肖体乔 ^1,2,*

作者单位

¹ 中国科学院上海应用物理研究所, 上海 201204

² 中国科学院大学, 北京 100049

图 & 表

图 1. 微聚焦SAXS-CT原理示意图。(a)实验装置;(b)数据采集流程

Fig. 1. Schematic of micro-focusing SAXS-CT system. (a) Experimental setup; (b) data acquisition flow

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图 2. (a)上海同步辐射光源微聚焦SAXS-CT实验装置图;(b)聚焦光斑图像

Fig. 2. (a) Experimental photoes of micro-focusing SAXS-CT at Shanghai Synchrotron Radiation Facility; (b) focusing spot photograph

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图 3. 毛竹样品旋转不变性计算结果

Fig. 3. Calculated result of rotational invariance for Phyllostachys edulis

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图 4. 毛竹样品微聚焦SAXS-CT实验结果。(a)显微CT重构切片图;(b)二维散射图;(c)使用积分区域Ⅰ重建得到的散射分布切片;(d)使用积分区域Ⅱ重建得到的散射分布切片;(e)维管束处重建得到的二维散射图;(f)薄壁细胞处重建得到的二维散射图

Fig. 4. Micro-focusing SAXS-CT results for Phyllostachys edulis. (a) Micro-CT slice; (b) 2D SAXS pattern; (c) reconstructed integral scattering slice using region of integration Ⅰ; (d) reconstructed integral scattering slice using region of integration Ⅱ; (e) reconstructed 2D SAXS pattern at vascular bundle; (f) reconstructed 2D SAXS pattern at parenchyma cell

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图 5. 聚乳酸样品旋转不变性计算结果

Fig. 5. Calculated results of rotational invariance for polylactic acid

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图 6. 聚乳酸样品微聚焦SAXS-CT实验结果。(a)显微CT 重建切片图;(b)积分散射重建切片图;(c)~(f)不同位置重建得到的SAXS图

Fig. 6. Micro-focusing SAXS-CT results of polylactic acid. (a) Micro-CT slice; (b) reconstructed integral scattering slice; (c)-(f) reconstructed 2D SAXS patterns at different locations

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图 7. 聚乳酸样品内部片晶结构的长周期分布

Fig. 7. Long spacing distribution of lamella in polylactic acid

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表 1KB镜的设计参数

Table1. Design parameters of KB mirrors

Mirror	Mirror surface dimension	Range of grazing incidence angle /mrad	Shape	Tangential slop error (root-mean-square) /μrad	Sagittal slop error (root-mean-square) /μrad	Roughness (root-mean-square) /nm
Vertically deflecting mirror	102 mm×12.5 mm	2~6 (optimization for 3.5 mrad)	Ellipse	<2(1 μrad typical value)	<20	<0.3
Horizontally deflecting mirror	102 mm×12.5 mm	2~6 (optimization for 3.5 mrad)	Ellipse	<2(1 μrad typical value)	<20	<0.3

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胡涛, 滑文强, 王玉丹, 王玉柱, 周平, 洪春霞, 边风刚, 肖体乔. 基于Kirkpatrick-Baez镜聚焦的X射线小角散射显微层析成像[J]. 光学学报, 2018, 38(1): 0134001. Tao Hu, Wenqiang Hua, Yudan Wang, Yuzhu Wang, Ping Zhou, Chunxia Hong, Fenggang Bian, Tiqiao Xiao. Small-Angle X-Ray Scattering Tomography Based on Micro-Focusing Kirkpatrick-Baez Mirrors[J]. Acta Optica Sinica, 2018, 38(1): 0134001.