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2022 年度 実績報告書

二光束干渉X線顕微位相イメージング・CTの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20H02628
研究機関東北大学

研究代表者

百生 敦  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (20322068)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードX線顕微鏡 / 回折格子 / 二光束干渉 / X線CT / デコンボリューション / 位相回復
研究実績の概要

X線顕微鏡装置(Carl Zeiss Xradia 800 Ultra)にX線透過格子(振幅格子G0および位相格子G1)を組み込むことにより、X線顕微位相イメージングおよびマイクロ位相CTを実現することを本研究の目標としている。位相コントラスト発生の機序については、位相格子において発生する回折波どうしの二光束干渉であるという物理的描像のもと、画像再構成アルゴリズムの開発を整備してきた。より具体的には、検出器面上で位相格子の拡大自己像が記録され、試料によるX線の屈折が拡大自己像をわずかに変位させている。位相格子を並進させて複数の拡大自己像の撮影を行い、縞走査法の原理で自己像の位相成分を抽出すると、正負逆符合の位相像が特定距離(シアー距離)ずれて重なり合った画像(二重像)が得られる。課題はこの二重像から単一の位相像を生成することであり、三波干渉の物理モデルに基づき、複素デコンボリューション法の開発を行ってきた。
残留アーチファクトが問題として残っており、これを緩和すべくG0格子の形状パラメタ変更と調達を行った。ドイツKITのLIGAビームラインにおいてX線リソグラフィと金メッキにより製作されたものである。この評価に入ったところであったが、Carl Zeiss Xradia 800 Ultraのチラーの故障の修理を完了したものの、直後にX線源のドライバの故障が発生し、ほぼ1年間、当該顕微鏡の稼働が叶わない状況になってしまった。修理完了後、課題終了後となってしまうが、評価実験を実施する。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Carl Zeiss X-ray Microscopy(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Carl Zeiss X-ray Microscopy
  • [雑誌論文] Recent progress in grating-based microscopic x-ray phase tomography2022

    • 著者名/発表者名
      Momose Atsushi、Ueda Ryosuke、Cai Mingjian、Zhao Zhuoxuan、Kalirai Sam、Stan Maderych、Irwin Jeff、Kawakami Hiroki、Zangi Pouria、Meyer Pascal、B?rner Martin、Schulz Joachim
    • 雑誌名

      SPIE Proceedings

      巻: 12242 ページ: 1224210

    • DOI

      10.1117/12.2636393

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] X線位相イメージング装置の開発2022

    • 著者名/発表者名
      百生敦
    • 学会等名
      京都府中小企業技術センター 令和4年度表面技術セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] Recent progress in grating-based microscopic X-ray phase tomography2022

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Momose , Ryosuke Ueda , Mingjian Cai , Zhuoxuan Zhao , Sam Kalirai , Jeff Irwin , Koichi Matsuo , Hiroki Kawakami , Pouria Zangi , Pascal Meyer , Martin Börner , Otto Markus , Joachim Schulz
    • 学会等名
      SPIE Optical Engineering + Applications 2022
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2023-12-25  

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