一種X射線彩色成像新方法

哥廷根大學(xué)的研究人員創(chuàng)造了一種新的方法來生成彩色的X射線圖像。以前，使用X射線熒光分析確定樣品中的化學(xué)成分和成分排列的唯一方法是將X射線聚焦在整個樣品上并進(jìn)行掃描，這既費時又費錢。這種新方法只需一次曝光就能生成一個大面積的圖像，消除了聚焦和掃描的需要。該研究結(jié)果發(fā)表在《Optica》雜志上。

上圖展示了如何使用新開發(fā)的方法創(chuàng)建一個圖像。兩種顏色--綠色和品紅色--是由樣品中的熒光原子（左）由于X射線的激發(fā)而發(fā)出的?；疑膱A形物體代表一個在檢測器上投下陰影的光學(xué)器件。然后，該算法產(chǎn)生一個具有兩種顏色的實際圖像--其強度代表了樣品中熒光原子的密度。

與可見光相比，對于“不可見”的輻射，如X射線、中子或伽馬射線，還沒有類似的強大鏡頭可以詮釋。然而，這些類型的輻射是必不可少的，例如，在核醫(yī)學(xué)和放射學(xué)，以及工業(yè)測試和材料分析中。

X射線熒光的用途包括分析繪畫和文物中的化學(xué)成分，以確定真實性、來源或生產(chǎn)技術(shù)，或在環(huán)境保護中分析土壤樣本或植物。半導(dǎo)體元件和計算機芯片的質(zhì)量和純度也可以用X射線熒光分析來檢查。

科學(xué)家們使用了慕尼黑PNSensor公司開發(fā)的X射線彩色相機和一個新穎的成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)基本上由物體和探測器之間的一個特殊結(jié)構(gòu)的金涂層板組成，這意味著樣品會投下陰影。

檢測器中測量的強度模式提供了關(guān)于樣品中熒光原子分布的信息，然后可以用計算機算法進(jìn)行解碼。這種新方法意味著平板可以非常接近物體或檢測器，與使用X射線透鏡時不同，這使得這是一種實用的方法。

第一作者哥廷根大學(xué)X射線物理研究所的博士后研究員Jakob Soltau博士解釋說：“我們已經(jīng)開發(fā)了一種算法，使我們能夠快速和穩(wěn)健地創(chuàng)建一個清晰的圖像，同時為每一種X射線顏色。”

共同作者、同一研究所的博士生Paul Meyer補充說：“這些光學(xué)器件根本無法與普通透鏡相比；它們是由瑞士的一家新公司按照我們的精確規(guī)格制造的。”

這家新成立的公司XRNanotech專門從事納米結(jié)構(gòu)的研究，由在哥廷根大學(xué)完成博士學(xué)位的Florian D?hring博士創(chuàng)立。研究小組負(fù)責(zé)人蒂姆-薩爾迪特教授總結(jié)說：“接下來，我們希望將這種方法擴展到生物樣本的三維成像，以及探索成像中的現(xiàn)象，如X射線、中子或核醫(yī)學(xué)中的伽馬射線的非彈性散射?！?/p>

審核編輯 ：李倩