新一代XSight透镜耦合相机:250nm空间分辨引领科研突破之路
“客户需求驱动技术进步!” 正是为了满足客户在高分辨率成像领域的迫切需求,我们的合作伙伴捷克RITE (Rigaku Innovative Technologies Europe s.r.o.) 再次突破X射线检测技术的极限!正式推出了新一代Rigaku XSight X射线透镜耦合相机,空间分辨率从400 nm提升至250 nm!
XSight相机采用一体化结构设计,小巧紧凑,坚固耐用,易操作易集成,从原材料的采购到生产及成品测试,均经过严格把关,确保其卓越性能。凭借其优异的空间分辨率,XSight相机广泛适用于微米及亚微米的X射线显微成像、X射线显微CT、X射线计量学等领域。
特点
1)紧凑坚固的设计,防止散射X射线干扰
XSight相机具有紧凑坚固的机身,可以防止散射的x射线直接击中传感器,从而产生噪音。
2)可更换镜头单元 ,实现250 nm-6 μm空间分辨
XSight相机机身最多可以使用五个XSight Micron LC Lens Unit镜头单元,每个镜头单元都具备特定的视场和分辨率,可以通过卡口实现快速更换。使得XSight相机能够实现250 nm至6 μm的真实空间分辨率(实测图如下)。
3)安装和操作简便
一体化设计,易于安装和操作。相机可使用相机机身底部的 M6 螺纹轻松安装至用户平台,无需额外的电子设备箱或水冷却器,只需将USB3.0数据线插入计算机即可开始拍摄图像!并且提供简单易操作的软件,集成多种基本应用。
4)可提供真空版本,光谱范围可扩展到EUV能段
规格参数
应用示例
上左为蚂蚁腿的CT图片;上右为染色神经元的成像图片(由Tim Salditt教授提供);下方图例为种子的细胞结构(由Ulla Neumann博士提供)
XSight相机的发展历史
XSight相机近期交付
左图为美国布鲁克海文国家实验室,右图为瑞典隆德大学
亚洲某客户
众星小课堂:
如何测试X射线相机分辨率?
01
倾斜刃边法
倾斜刃边法(Slanted Edge Method)是一种常用的相机空间分辨率测量方法,主要用于评估成像系统的空间分辨能力。测试过程如下:首先,使用相机照射一个锐利的边缘目标,如金属,通过捕获的图像获得边缘扩展函数(ESF),进而计算线扩展函数(LSF)和调制传递函数(MTF)。LSF的半高全宽(FWHM)即为该相机当前的空间分辨率。由于测量的目标是相机的分辨率,因此需要尽量排除X射线源和系统结构对结果的影响。如下图:
因为射线源始终存在焦斑宽度a,导致物点在成像面上的投影为一个拓展斑,成像分辨率下降,因此应该选用尽量小焦斑的X射线源,如微焦点X射线源,并且将刀边样品尽量贴近相机,使系统放大倍率为1,并倾斜于相机像素放置,用相机拍摄刀边的图像,确保边缘清晰可见。如下图:
选择视场中心位置进行计算ESF,方法为在所选位置绘制一条垂直或水平的剖面线,并根据该线提取对应的灰度值,生成灰度剖面曲线,构建ESF函数,以表示系统对边缘的响应。
接下来,对ESF函数进行微分,可以得到线扩展函数(LSF)。接着对LSF进行洛伦兹拟合,即可计算出半高全宽(FWHM),这便是相机的空间分辨率。如果进一步对LSF进行傅里叶变换,就可以得到该相机对空间频率的响应,即MTF。如下图:
02
分辨率测试卡
使用分辨率测试卡测试相机分辨率是一种更为直接的方法,优势在于操作简单,可直观地评估分辨率,观察相机得到的图像能清晰分辨测试卡上的线对。但测试卡有一个明确定义的结构分布,只能评估测试卡上所列的图案尺寸。
需要注意的是与倾斜刃边法相同,需要使用微焦点X射线源,并且将分辨率测试卡放置在源和相机之间,并贴近相机。然后将三者对齐,保持需要成像的图案位于相机靶面中心,设定相机的曝光参数并进行X射线照射,获取图像后分析测试卡上的线条或图案。
分辨率测试卡与光路图如下:
使用分辨率测试卡对XSight Micron LC 0540 sCMOS相机(老款)进行实测,相机分辨率为0.8 μm,其实测图与线剖面图如下:
关于RITE
Rigaku Innovative Technologies Europe s.r.o. (下简称“RITE”)于2008年在捷克首都布拉格成立 ,配有多个专业的X射线实验室,RITE前身却在业内有着超过50年的发展历史。团队创始成员来自捷克科学院和捷克理工大学,参与了多项(原)捷克斯洛伐克空间探测项目,是目前捷克X射线光学领域的领先研究学者。凭借自身在X射线、极紫外光学领域多年的积累,RITE秉承着开放合作的理念,向全球的工业客户、实验室科研用户提供标准或定制型 EUV/X-RAY光学镜片和高分辨X射线相机等。
北京众星联恒科技有限公司作为捷克RITE公司中国区授权总代理商,为中国客户提供RITE所有产品的售前咨询,销售及售后服务。我司始终致力于为广大科研用户提供专业的EUV、X射线产品及解决方案。如果您有任何问题,欢迎联系我们进行交流和探讨。
参考文献
[1] 邵军明,路宏年,候涛.射束有效宽度与成像系统MTF关系的研究[J].光学技术,2003,(02):242-244.
[2] 李铁成,陶小平,冯华君,等.基于倾斜刃边法的调制传递函数计算及图像复原[J].光学学报,2010,30(10):2891-2897.
[3] Seely J F, Hudson L T, Glover J L, et al. Ultra-thin curved transmission crystals for high resolving power (up to E/ΔE= 6300) x-ray spectroscopy in the 6–13 keV energy range[J]. Optics Letters, 2014, 39(24): 6839-6842.