保罗谢勒研究所研究员Villigen瑞士光源,瑞士,已经开发出一种新设计的x射线光谱仪避开通常利用组件,可以降低生产成本和提高效率的x射线通量,这可能会导致更快的采集时间对样品成像系统和增加效率。这是必不可少的生物样本可能被继续x射线曝光。
x射线光栅干涉法是一种非常有用的工具为研究未知的生物样品的成分。在传统的设置中,干扰称为干涉条纹的来源需要高度敏感的探测器的使用。为了应对这一情况,研制了一种称为Talbot-Lau干涉测量的方法和广泛采用。它呈现的探测器主要是无关紧要的解耦干涉仪的灵敏度探测器的分辨率。然而,大量的制造成本和机械复杂性最终使其实现。
为了补救,生物医学工程研究所的研究人员在苏黎世和瑞士光源(SLS)创立了一个干涉仪,不使用传统的组件,称为G2光栅,而是直接利用高分辨率的边缘干扰。
“我们可以执行微分相衬成像灵敏度高而不需要G2光栅和一个检测器与小像素大小,以解决边缘”,马蒂亚斯Kagias说。Kagias是一个实验室的博士生Marco Stampanoni论文的主要调查员。Kagias和他的同事们展示了自己的作品应用物理快报。
x射线干涉法是通过向下游x射线探测器。当一个生物医学样品或一块材料放置在梁的路径,通过吸收对象修改观察干涉图样,折射和小角散射。一旦这些信号被探测器,技术人员可以使用一个算法确定样本的属性。
沿着之前或之后通过取样光束通过光栅阶段,它把光束分成了不同的衍射订单根据其波长。这些衍射订单介绍了干扰的差别fringe-a问题的干扰来源需要在微米范围以达到高灵敏度的探测器。不幸的是,这种边缘直接挑战记录在一个大的视野。
为了解决这一问题,Talbot-Lau干涉测量方法利用一个吸收光栅,G2,放置在探测器,感觉扭曲的过程称为相位步进。在这里,吸收光栅扫描一个或多个时间一步一步的干涉条纹,每次记录的图像每个像素的强度曲线。这允许干涉条纹被感知间接获得吸收时,微分相位为每个像素和小角散射信号。
然而,这最终会导致低效率的为每个系统由于光子吸收G2的x射线剂量。所需的面积和光栅的长宽比,millimetre-sized,更糟糕的是,推高了整体生产成本。
研究者的实验装置由x射线源,单相光栅和圣哥达微带探测器由SLS探测器组显著简化版的传统Talbot-Lau干涉仪。圣哥达探测器使用直接转换传感器、x射线光子的吸收,吸收产生的电荷从一个事件是由多个渠道收集小通道sizes-charge共享。
解决边缘”关键是获得单光子事件,然后插入他们的位置使用电荷共享效应,通常视为负面影响在光子计数探测器”,Kagias说。通过插值许多光子的位置,然后可以获得高分辨率图像。
当研究人员实施适当的算法来分析这个记录的边缘,他们发现几微米的边缘可能会获得成功,同时检索微分相位信号。
根据Kagias,这最终提高干涉仪的通量效率相比两倍标准Talbot-Lau干涉仪。这可能会导致更快的采集时间和剂量减少,这是至关重要的考虑到x射线的潜在破坏生物结构。
未来工作Kagias和他的同事们需要搬到大区域像素探测器,以及改善他们设置的分辨率和灵敏度。
