Mikroskop sinar-X. Mikroskop sinar-X Memindai mikroskop probe

Peningkatan radikal dalam resolusi spasial dapat dicapai dengan menggunakan mikroskop sinar-X (panjang gelombang sinar-X lembut adalah 2-5 nm). Derajat transparansi suatu sampel dalam rentang sinar-X ditentukan oleh ketebalan, massa jenis, dan nomor atom bahan yang diteliti. Beras. 35 menunjukkan nilai koefisien serapan sinar-X yang khas. Sumber sinar-X banyak dan beragam, mulai dari akselerator partikel masif hingga sumber radiasi portabel kecil dalam mikrotomografi benchtop. Sinar-X biasanya dihasilkan dengan membombardir target bahan dengan nomor atom tinggi Z dengan elektron.Tabung sinar katoda sinar-X yang khas ditunjukkan pada Gambar. 36.

Dibandingkan dengan elektron, sinar-X lembut menembus sampel jauh lebih dalam, hingga 10 mikron, yang dalam biologi setara dengan ketebalan sel. Dengan berinteraksi dengan materi, sinar-X lembut memungkinkan diperolehnya gambar kontras objek biologis pada tekanan atmosfer, tanpa memerlukan pewarnaan buatan. Kontras dapat ditentukan baik oleh unsur kimia individu maupun senyawa kimia. Satu-satunya sumber sinar-X lembut adalah akselerator partikel. Partikel-partikel dasar yang bergerak dalam orbit melingkar memancarkan apa yang disebut radiasi sinkrotron, yaitu sinar-X lembut.

Kebanyakan mikroskop sinar-X transmisi dirancang untuk sumber radiasi sinkrotron berdaya tinggi yang memberikan waktu pemaparan singkat. Namun, ada juga sistem desktop yang menggunakan sinar-X lembut dengan resolusi kurang dari 100 nm. Pada Gambar. Gambar 37 menunjukkan diagram instalasi yang menggunakan sistem target jatuh. Pulsa 100 pikodetik pada frekuensi 10 Hz yang dihasilkan oleh laser Nd-YAG difokuskan pada tetesan etanol berdiameter 15 μm yang dikeluarkan dari kapiler kaca yang digetarkan oleh perangkat piezoelektrik. Plasma yang diproduksi laser bertindak sebagai sumber sinar-X dengan kecerahan tinggi. Untuk memastikan kerapatan foton yang cukup pada bidang objek, diperlukan kondensor optik yang sangat efisien. Dalam sistem ini, sinar-X difokuskan ke sampel oleh cermin kondensor bola multilayer. Dua ratus lapisan W/B 4 C diendapkan pada permukaan cermin, terletak pada jarak 3,37 nm satu sama lain, yang memberikan refleksi interferensi tegak lurus terhadap sinar yang diarahkan. Reflektansi tiap lapisan sebesar 0,5% pada panjang gelombang 3,37 nm. Diafragma pusat, ditempatkan di atas sumber radiasi, tidak mentransmisikan sinar langsung dari plasma (yang akan menyebabkan kelebihan beban pada matriks CCD optik). Matriks CCD memiliki 1024 x 1024 piksel dan merupakan pelat tipis berpendingin. Derajat perbesaran sistem bergantung pada jarak antara pelat zona dan matriks CCD. Resolusi mikroskop ini kurang dari 60 nm. Untuk hasil terbaik, sampel harus tipis (ketebalannya tidak lebih dari beberapa mikron).

Munculnya mikroskop optik confocal telah memungkinkan untuk mempelajari volume bahan tembus cahaya (pada kedalaman puluhan mikron). Namun, bahkan dengan bahan transparan, kedalaman penetrasi dibatasi oleh jarak kerja lensa. Sarana alami untuk penetrasi lebih dalam ke dalam material adalah sinar-X. Penggunaan sinar-X secara dramatis meningkatkan kedalaman penetrasi dibandingkan dengan cahaya tampak, sehingga memungkinkan untuk mempelajari volume sampel yang jauh lebih besar.

Pada Gambar. Gambar 36 adalah diagram sumber sinar-X pada umumnya. Elektron terbang keluar dari katoda, yang dipercepat oleh medan listrik hingga kecepatan tinggi dan mengenai anoda target. Ketika suatu target (biasanya terbuat dari sangkar) dibombardir dengan elektron berenergi tinggi, target tersebut memancarkan sinar-X pada rentang panjang gelombang yang luas. Ketika sinar-X melewati materi, ia menyebabkan fenomena yang sama seperti cahaya, seperti difraksi, refraksi, dan fluoresensi.

Memindai mikroskop probe.

Mikroskop probe pemindaian (SPM) didasarkan pada prinsip pencitraan berbeda yang mengatasi batas resolusi difraksi. Prinsip pengoperasian mikroskop tersebut didasarkan pada pemindaian suatu objek dengan probe ultra-kecil. SPM modern memungkinkan untuk merekam interaksi probe dengan atom dan molekul individu, membuat SPM memiliki resolusi yang sebanding dengan mikroskop elektron, dan dalam beberapa parameter lebih unggul darinya. Sinyal yang ditransmisikan atau dipantulkan direkam dan digunakan untuk membentuk topografi tiga dimensi dari permukaan sampel menggunakan pemrosesan komputer.

Bergantung pada prinsip interaksi antara probe dan sampel, SPM dibagi menjadi elektronik, gaya atom, dan medan dekat.

Yang paling menarik adalah mikroskop pemindaian jarak dekat (BROM), yang beroperasi di wilayah tampak. Pembentukan kontras pada BROM dapat terjadi atas dasar fenomena absorpsi, polarisasi, refleksi, pendaran, dan lain-lain. Kemungkinan-kemungkinan ini tidak ada dalam mikroskop elektron dan gaya atom. Selain itu, mikroskop cahaya adalah alat penelitian yang relatif murah dan tidak merusak serta memungkinkan Anda bekerja dengan sediaan biologis dan medis dalam kondisi alami.

Prinsip pengoperasian mikroskop pemindaian jarak dekat adalah memindai suatu objek dengan probe optik pada jarak kurang dari panjang gelombang dari objek (dalam medan dekat). Peran probe cahaya dalam mikroskop ini dilakukan oleh ujung pemancar cahaya dengan lubang keluaran, yang radiusnya 10-20 kali lebih kecil dari panjang gelombang cahaya. Jadi, mikroskop pemindaian jarak dekat memberikan gambar dengan resolusi puluhan kali lebih tinggi daripada mikroskop konvensional.

Mikroskop sinar-X adalah alat untuk mempelajari benda-benda sangat kecil yang dimensinya sebanding dengan panjang gelombang radiasi sinar-X. Prinsip operasinya didasarkan pada penggunaan radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang 0,01 hingga 1 nanometer.

Mikroskop sinar-X berada di antara mikroskop elektron dan optik dalam hal resolusi. Resolusi teoritis mikroskop sinar-X mencapai 2-20 nm, yang merupakan urutan besarnya lebih besar dari resolusi mikroskop optik (hingga 150 nm). Saat ini terdapat mikroskop sinar-X dengan resolusi sekitar 5 nm.

Perkembangan dan penggunaan mikroskop sinar-X disertai dengan sejumlah kesulitan yang serius. Sinar-X hampir mustahil untuk difokuskan dengan lensa konvensional. Faktanya adalah indeks bias sinar-X di berbagai media yang transparan kira-kira sama dan hanya sedikit berbeda dari satu kesatuan. Osilasinya berorde . Selain itu, sinar-X juga tidak dibelokkan oleh medan listrik dan magnet, sehingga menghalangi penggunaan lensa listrik dan magnet untuk pemfokusan. Namun, dalam optik sinar-X modern, lensa yang beroperasi berdasarkan efek pembiasan terbalik (berdasarkan perbedaan indeks bias zat terkondensasi relatif terhadap udara) baru-baru ini muncul dan digunakan secara luas. Fungsi lensa dilakukan oleh rongga berbentuk lensa di dalam bahan yang disebut lensa Snigirev.

Sinar-X tidak dapat dilihat secara langsung oleh mata manusia. Oleh karena itu, untuk mengamati dan mencatat hasilnya perlu menggunakan sarana teknis (peralatan foto atau konverter elektron-optik).

Ada dua jenis mikroskop sinar-X - reflektif dan proyeksi. Mikroskop refleksi menggunakan fenomena pembiasan sinar-X selama kejadian penggembalaan. Mikroskop proyeksi menggunakan daya tembus sinar-X yang tinggi. Di dalamnya, objek yang diteliti ditempatkan di depan sumber radiasi dan disinari dengan sinar-X. Karena koefisien penyerapan sinar-X bergantung pada ukuran atom yang dilaluinya, metode ini memungkinkan seseorang memperoleh informasi tidak hanya tentang struktur, tetapi juga komposisi kimiawi objek yang diteliti.

Mikroskop sinar-X banyak digunakan dalam berbagai bidang ilmu pengetahuan, termasuk kedokteran, mineralogi, dan metalurgi.

Dengan menggunakan mikroskop proyeksi sinar-X Anda dapat:

mengevaluasi kualitas lapisan tipis;
memperoleh radiografi mikro bagian biologi dan botani dengan ketebalan hingga 200 mikron;
berlaku untuk menganalisis campuran serbuk logam ringan dan berat ketika mempelajari struktur internal benda yang buram terhadap sinar cahaya dan elektron.

Keuntungan penting mikroskop sinar-X adalah dapat digunakan untuk mengamati sel hidup yang belum dibedah.

Mikroskop sinar-X

Mikroskop sinar-X adalah alat yang mempelajari struktur mikroskopis dan struktur suatu benda dengan menggunakan radiasi sinar-X. Mikroskop sinar-X memiliki batas resolusi yang lebih tinggi dibandingkan mikroskop cahaya karena sinar-X memiliki panjang gelombang yang lebih pendek dibandingkan cahaya. Mikroskop sinar-X berbeda dari mikroskop cahaya optik terutama pada sistem optiknya. Lensa cahaya optik dan prisma tidak dapat digunakan untuk memfokuskan sinar-X. Untuk memantulkan sinar-X, mikroskop sinar-X menggunakan cermin lengkung atau bidang kristalografi.

Sinar-X memiliki daya tembus yang besar dan struktur spektrum linier. Mikroskop sinar-X berbeda dalam mode operasinya dan bersifat reflektif atau proyeksi.

Desain mikroskop reflektif meliputi sumber sinar-X, cermin reflektor melengkung yang terbuat dari kuarsa dengan lapisan emas, atau reflektor dapat berupa kristal tunggal melengkung, detektor gambar - film fotografi atau konverter elektron-optik. Tetapi mikroskop sinar-X reflektif tidak memiliki resolusi tinggi, ia dibatasi oleh sudut pantulan eksternal total yang kecil, panjang fokus yang besar, dan kerumitan pemrosesan permukaan reflektif cermin berkualitas tinggi. Mikroskop sinar-X reflektif menghasilkan gambar yang sangat terdistorsi. Jika kristal tunggal melengkung digunakan untuk pemfokusan, gambar juga akan terdistorsi karena struktur kristal tunggal itu sendiri. Oleh karena itu, mikroskop reflektif sinar-X tidak banyak digunakan. Mikroskop sinar-X proyeksi lebih efektif. Prinsip pengoperasian mikroskop sinar-X proyeksi adalah membentuk proyeksi bayangan benda yang diteliti dalam berkas sinar-X divergen yang berasal dari suatu titik sumber radiasi sinar-X. Desain mikroskop sinar-X proyeksi mencakup sumber sinar-X - tabung sinar-X mikrofokus, sebuah ruangan di mana

Teks ini adalah bagian pengantar. Dari buku 100 Penemuan Hebat pengarang Ryzhov Konstantin Vladislavovich

28. MIKROSKOP Sekitar waktu yang sama, ketika eksplorasi ruang angkasa dimulai dengan bantuan teleskop, upaya pertama dilakukan untuk mengungkap rahasia dunia mikro dengan menggunakan lensa. Diketahui bahwa benda-benda kecil, meskipun memiliki penerangan yang baik, mengirimkan sinar itu terlalu lemah untuk dipandang mata

pengarang Tim penulis

Mikroskop Mikroskop adalah alat optik yang dirancang untuk memperoleh gambar yang diperbesar dari suatu benda atau detail struktur benda tersebut yang tidak terlihat dengan mata telanjang.Secara umum mikroskop adalah suatu sistem yang terdiri dari dua lensa, tetapi

Dari buku Ensiklopedia Besar Teknologi pengarang Tim penulis

Mesin X-ray Mesin X-ray adalah suatu alat yang dirancang untuk penelitian (diagnostik sinar-x) dan pengobatan penyakit (terapi sinar-x) dengan menggunakan sinar-x. disebut

Dari buku Ensiklopedia Besar Teknologi pengarang Tim penulis

Goniometer sinar-X (lihat “kamera sinar-X”, “difraktometer sinar-X”) Goniometer sinar-X adalah alat yang merekam pola difraksi pada film fotografi; menggunakan posisi sampel yang diamati dan detektor, hal ini menyebabkan difraksi sinar-X.

Dari buku Ensiklopedia Besar Teknologi pengarang Tim penulis

Difraktometer sinar-X (lihat “Goniometer sinar-X”) Difraktometer sinar-X adalah suatu alat yang menentukan intensitas dan arah radiasi sinar-X yang difraksi pada benda yang diteliti, yang mempunyai struktur kristal. Dia mengukur

Dari buku Ensiklopedia Besar Teknologi pengarang Tim penulis

Mikroskop Mikroskop adalah perangkat optik yang memungkinkan Anda memperoleh gambar objek yang tidak terlihat dengan mata telanjang. Ini digunakan untuk mengamati mikroorganisme, sel, kristal, struktur paduan dengan akurasi 0,20 mikron. Resolusi mikroskop ini adalah yang terkecil

Dari buku 100 Penemuan Terkenal pengarang Pristinsky Vladislav Leonidovich

Mikroskop sinar-X
Keuntungan
Spesifikasi
Area aplikasi
Video

Mikroskop sinar-X Rigaku nano3DX

Mikroskop sinar-X Rigaku nano3DX memungkinkan Anda mempelajari struktur dan komposisi sampel besar dengan resolusi tinggi. Hal ini memungkinkan tidak hanya untuk mendeteksi, tetapi juga untuk menganalisis secara kuantitatif (baik secara morfometri maupun statistik) rongga, retakan dan cacat lainnya, ketidakhomogenan komposisi unsur dan fasa dalam bahan dan produk jadi pada tingkat submikron, tanpa merusak objek penelitian secara mutlak. Rigaku nano3DX dilengkapi sumber sinar-X anoda berputar berdaya tinggi yang memungkinkan perolehan data eksperimen secara cepat dan beralih di antara bahan anoda yang berbeda untuk menghasilkan kontras yang baik dan/atau penetrasi yang lebih besar.

Telah ditetapkan bahwa membran tipis objek biologis atau film organik paling baik dipelajari dengan menggunakan radiasi anoda kromium. Zat obat aktif dalam tablet farmasi dan bahan komposit yang diperkuat dengan serat karbon akan terlihat paling kontras pada radiasi anoda tembaga. Dan untuk bekerja dengan jaringan tulang, silikat dan komposit aluminium, perlu menggunakan radiasi anoda molibdenum. Dan untuk ini Anda tidak perlu membeli tiga perangkat berbeda. Rigaku mampu mengimplementasikan semua fungsi ini dalam satu kesatuan.

Generator sinar-X dengan anoda berputar - MicroMax-007 HF - dipasang sebagai sumber radiasi di mikroskop sinar-X nano3DX. Desainnya ditingkatkan secara signifikan dibandingkan sumber serupa pada generasi sebelumnya dan tidak memerlukan perawatan intensif. Fluks sinar-X yang dihasilkan sebanding intensitasnya dengan radiasi sinkrotron. Anoda tembaga, kromium, dan molibdenum tersedia (dapat diubah dengan satu sentuhan tombol).

Dalam mikroskop sinar-X nano3DX, gambar diperbesar melalui penggunaan detektor khusus dengan elemen sensitif kecil. Pengaturan ini (ditunjukkan di atas) melibatkan penempatan sampel di dekat detektor resolusi tinggi. Hal ini ditandai dengan waktu akumulasi sinyal yang singkat, stabilitas dan resolusi yang tinggi. Sirkuit yang digunakan pada instrumen lain (ditunjukkan di bawah) dicirikan oleh jarak yang jauh dari sampel ke detektor. Ini memerlukan ukuran sumber yang kecil dan stabilitas yang sangat tinggi untuk menghindari keburaman gambar. Akibatnya - waktu akumulasi sinyal yang lama dan ketahanan terhadap kebisingan dan getaran yang rendah.;

Diagram Nano3DX

Sirkuit yang digunakan di perangkat lain

Gambar di sebelah kiri dengan jelas menunjukkan bahwa pada resolusi digital 0,27 µm/piksel, garis-garis pada benda uji 0,6 µm benar-benar terlihat jelas.

Beroperasi menggunakan desain sinar paralel untuk mendapatkan kontras tinggi dan akumulasi data yang cepat;
Resolusi tinggi bahkan pada sampel berukuran besar dan sedang;
Kontras tinggi pada gambar yang dihasilkan karena kemampuan untuk beralih antar anoda yang terbuat dari bahan berbeda;
Bidang pandang yang luas;
Resolusi gambar digital tinggi;
Akumulasi data berkecepatan tinggi karena tingginya daya sumber sinar-X;
Antarmuka pengguna yang ramah;
Tingkat keselamatan personel yang tinggi.

Sumber sinar-X	MikroMax-007 HF
Tegangan tabung sinar-X	dari 20 hingga 50 kV
Arus tabung sinar-X	hingga 30mA
Detektor	Kamera CCD sinar-X
Resolusi detektor	3300x2500 piksel
Ukuran piksel	dari 0,27 hingga 4 mikron
pandangan	dari 0,9mmx0,7mm hingga 14mmx10mm
Detektor	Aliran Kilau proporsional
Rentang dinamis	16 sedikit
Tabel sampel	otomatis 5 sumbu
Kecepatan putaran sampel	Standar, 30 rpm.
Penyimpangan sumbu tabel selama rotasi	tidak lebih dari 0,5 mikron

Sumber MicroMax™-007 HF

Untuk beralih antar sumber, cukup panggil radiasi sinar-X dan putar tombolnya!

pembangkit sinar-X
Kekuatan maksimum	1,2kW
Mempercepat rentang tegangan	20-60 kV (langkah – 1 kV)
Saat ini	10-30 mA (langkah – 1 mA)
Stabilitas tegangan tinggi	±0,015%
Persyaratan Daya	3 fase, 200/220 V, 12 A
Blok anoda
Bahan anoda yang tersedia	Cu, Cr, Mo, Co
Diameter	99mm
Kecepatan rotasi	9000 rpm
Mekanisme putar	berkendara langsung
Segel vakum	Cairan magnetik dengan viskositas rendah
Bahan bantalan pendukung	Bola keramik

Obat farmasi dalam tablet

Tablet yang larut di lidah

MIKROSKOP SINAR X. Karena panjang gelombang sinar X yang pendek. Radiasi R.m dapat mencapai difraksi. izin dari urutan beberapa. puluhan nm dan menurut teoritis Dalam hal resolusi, ia menempati posisi perantara antara mikroskop optik dan elektron. Hal ini memungkinkan Anda untuk mempelajari tidak hanya distribusi kepadatan total materi, tetapi juga distribusi kepadatan spesifik. kimia. unsur menurut karakteristiknya. sinar-X radiasi (penyerapan). Berbeda dengan mikroskop elektron, R.m memungkinkan seseorang mempelajari organisme hidup. objek.

Berdasarkan metode pembentukan bayangan, dibedakan antara pencitraan proyeksi, kontak, reflektif, dan difraksi; Menurut prinsip registrasi, R. m dapat berupa pencitraan, membentuk bayangan nyata atau bayangan suatu benda, atau pemindaian (raster), yang mencatat radiasi dari salah satu elemen suatu benda yang terletak pada lensa optik. sumbu mikroskop, dan gambar lengkap (raster) dibuat secara berurutan menggerakkan suatu benda relatif terhadap sumbu mikroskop menggunakan mekanisme presisi. Keuntungan dari metode registrasi terakhir adalah independensi resolusi dari penyimpangan bidang optik. sistem dan, oleh karena itu, tidak ada batasan pada ukuran bidang pandang, serta radiasi yang lebih sedikit. beban pada objek penelitian.

R. m. beroperasi dalam rentang energi sinar-X yang luas. kuanta - dari puluhan eV hingga puluhan keV. Di Timur Jauh, bagian spektrumnya paling banyak. Daerah panjang gelombang 2,3-4,4 nm penting, sesuai dengan apa yang disebut. “jendela air”, di mana hasil maksimal tercapai. kontras antara organik yang mengandung karbon. substansi sel hidup dan sitoplasma cair. R.m., yang beroperasi di bagian rentang HF, digunakan untuk mempelajari struktur dekomposisi. struktural bahan yang mengandung unsur dengan at. nomor.

Mikroskop sinar-X proyeksi untuk mengamati struktur benda bercahaya sendiri, itu adalah kamera obscura (Gbr. 1,a), lubangnya terletak pada jarak dekat ( S 1) dari sumber O dan pada ( S 2)- dari layar perekaman E atau detektor. Peningkatan proyeksi tersebut R. m. M = S2/S1, resolusi ditentukan oleh diameter lubang D dan kondisi difraksi, difraksi. batasnya adalah

Beras. 1. Skema mikroskop sinar-X proyeksi untuk mempelajari struktur benda bercahaya (a) dan tembus cahaya (b); HAI - objek; I - sumber radiasi; E - layar.

Dalam proyeksi tembus cahaya R. m (Gbr. 1, b) sinar-X mikrofokus. sumber I membuat bayangan bayangan objek O pada layar E, direkam pada film fotografi atau oleh detektor televisi. jenis. Untuk sumber ukuran terbatas D resolusi R.m tersebut ditentukan oleh jumlah, dimana dan dalam kasus biasa adalah ~1 µm. Kerugian dari proyeksi R.m adalah bukaan kecil dan radiasi besar. memuat pada objek yang dipindai.

Mikroskop sinar-X kontak adalah kasus pembatas dari mikroskop sinar-X proyeksi S 2, sama dengan ketebalan sampel yang dipasang langsung. kontak dengan film atau layar. Teknik ini kadang-kadang disebut mikroradiografi. Sumber Dan diatur ke berarti. jarak dari sampel O, dan ukuran serta, karenanya, kekuatan sumber bisa jauh lebih besar daripada dalam kasus proyeksi R. m Resolusi bergantung pada ketebalan sampel T dan kontras antara detail objek yang “gelap” dan “terang”, dalam difraksi. membatasi . Misalnya, pada = 3 nm dan t = 3 mikron nm. Untuk mendaftarkan gambar dengan resolusi ini, gunakan fotoresist, digunakan dalam fotolitografi dan memiliki nilai intrinsik yang jauh lebih tinggi. resolusi (misalnya, untuk resin PMMA - 5 nm). Setelah dikembangkan atau digores, gambar suatu benda diperbesar menggunakan teknologi elektronik atau optik. mikroskop

Mikroskop sinar-X reflektif dapat berupa pencitraan dan pemindaian, dengan optik kejadian penggembalaan atau optik kejadian normal dengan lapisan multilapis (lihat Gambar. Optik sinar-X).R. m.jenis ini bekerja di daerah tersebut< 4 кэВ, рассматривается возможность осуществить эту схему Р. м. для более «жёсткого» излучения (в области- 10 кэВ). Классич. тип отражательного Р. м. скользящего падения - микроскоп Киркпатрика - Баэза, состоящий из пары скрещенных сферич. или цилиндрич. зеркал (рис. 2). В этой схеме источник О и зеркала А и Б расположены таким образом, что меридиональное TENTANG" dan gambar sumber perantara astigmatik sagital (lihat Gambar optik), diciptakan oleh cermin A, masing-masing akan menjadi bayangan sagital dan meridional untuk cermin B, yang, karena reversibilitas objek dan bayangan, menghasilkan bayangan sumber yang diperbesar secara stigmatis pada titik tersebut. HAI 1. Difraksi pamungkas izin tersebut ( - sudut kritis refleksi eksternal total). Untuk pelapisan homogen, oleh karena itu rasio ini tidak bergantung pada dan berada di wilayah 0,1< < 4 кэВ для наиб. плотных металлич. покрытий (напр., платины) составляет 5-7 нм. Реальное разрешение Р. м. Киркпатрпка - Баэза определяется сферич. аберрацией и комой и обычно составляет 1 мкм. Оно может быть повышено только за счёт уменьшения размеров зеркал и, следовательно, светосилы, к-рая в результате не намного превышает светосилу проекционного Р. м.

Beras. 2. Skema mikroskop sinar-X reflektif insiden penggembalaan Kirkpatrick-Baez; O - sumber (memancarkan objek); A dan B - cermin bulat atau silinder; O" dan - gambar astigmatik menengah; O 1 - gambar nyata.

Lensa insiden penggembalaan reflektif dengan sistem cermin Voltaire memiliki rasio bukaan yang jauh lebih besar (2-3 kali lipat), yang paling sering digunakan adalah sistem hiperboloid-ellipsoid (lihat Gambar 2 dalam Seni. optik sinar-X). Teoretis resolusi R. m tersebut pada optik. cacar ditentukan oleh relasinya, dimana M- pembesaran, - sudut penggembalaan kira-kira sama dengan % bukaan. Misalnya, untuk radiometer pemindaian, yang memberikan gambar tereduksi dari sumber pada bidang objek yang dipindai M = 0,3 dan , pada = 2,5 nm = 5 nm. Resolusi sebenarnya bergantung pada keakuratan pembuatan cermin, yang memiliki bentuk sangat asferis, dan ~1 µm; diperlukan untuk mendapatkan teori akurasi resolusi (-1 nm) masih belum dapat dicapai oleh teknologi modern. teknologi. Penyimpangan lapangan akan tercermin. R. m. jenis ini cukup besar dan membatasi bidang pandang pada suatu sudut. besarnya ~ 1°. Penggunaan interferensi multilayer. pelapis memungkinkan untuk meningkatkan sudut q dan dengan demikian meningkatkan luminositas lensa insiden penggembalaan reflektif.

Lensa reflektif insiden normal menurut skema Schwarzschild sangat menjanjikan, di mana cermin dengan lapisan multilayer digunakan (Gbr. 3).

Beras. 3. Diagram mikroskop sinar-X pemantul dengan cermin datang normal menurut skema Schwarzschild; saya - sumber; Z 1 dan Z 2 - cermin dengan lapisan multilayer; HAI - objek; P - penerima radiasi.

Mikroskop pemindaian jenis ini menghasilkan gambar sumber yang diperkecil menggunakan cermin bulat. bentuk yang terletak hampir konsentris. Untuk parameter tertentu: bukaan numerik A, koefisien mengurangi M dan jarak dari sumber ke cermin pertama S- ada optimasi seperti itu. nilai jari-jari kelengkungan cermin r 1 Dan r 2 dan jarak di antara mereka, dengan bola penyimpangan, koma dan astigmatisme praktis tidak ada. Difraksi resolusi optik sumbu ditentukan seperti untuk optik. mikroskop, rasio, dengan nilai khas SEBUAH = 0,3-0,4 pada kisaran = 10-20 malam yaitu 30-50 nm. Untuk mencapai resolusi seperti itu memerlukan pembuatan cermin yang tepat dan penyelarasan timbal baliknya dengan tingkat akurasi yang sangat tinggi

Dalam mikroskop sinar-X difraksi. elemennya adalah pelat zona Fresnel, tepinya monokromatik. radiasi adalah lensa dengan panjang fokus , dimana r 1- radius zona Fresnel pertama, - panjang gelombang, m - urutan spektrum. Difraksi resolusi pelat zona Fresnel ditentukan oleh lebar zona terluar: = 1,22, dimana P- jumlah zona ekstrim. Rasio bukaan ditentukan oleh diameter.Efisiensi difraksi untuk pelat zona Fresnel termodulasi amplitudo adalah kira-kira. 10% di urutan pertama, 2% di urutan kedua, dan 1% di urutan ketiga spektrum. Difraksi R.M. biasanya bekerja di daerah tersebut

< 1 кэВ, т. к. для более жёсткого излучения тонкоплёночные зонные пластинки Френеля становятся прозрачными.

Diagram gambar difraksi. R.m. ditunjukkan pada Gambar. 4. Sebagai sumber maks. sinkrotron sering digunakan, terakumulasi. cincin atau undulator, yang radiasinya sebelumnya dimonokromatisasi hingga lebar spektral dan, menggunakan kondensor, diarahkan ke sampel O yang dipasang pada bidang diafragma D. Pelat zona mikro (MZP) memberikan gambar objek yang diperbesar di bidang detektor. Dosis radiasi ke sampel berkurang secara signifikan dalam pemindaian difraksi. R.m., yang hanya menggunakan satu pelat zona pemfokusan. Difraksi R. m. disediakan (pada tahun 1991) paling banyak. Resolusi tertinggi dari semua gelombang radio (~50 nm), yang ditentukan oleh kemampuan ekstrim teknologi pembuatan pelat zona.

Beras. 4. Skema mikroskop sinar-X difraksi dengan pelat zona Fresnel; I - sumber radiasi; D 1 dan D 2 - diafragma; M - monokromator dengan kisi difraksi; K - Pelat zona Fresnel - kondensor; MZP - pelat zona mikro; HAI - objek; P - penerima radiasi.

Penerapan mikroskop sinar-X. R.m.maks. menjanjikan untuk masalah dalam biologi dan kedokteran (Gbr. 5, 6). Mereka memungkinkan Anda mempelajari biol hidup basah. benda - organisme bersel tunggal, bagian jaringan, dep. sel, intinya (tanpa pewarnaan tambahan). Menggunakan sinar-X “lembut”. radiasi di dekat pita serapan unsur ringan memungkinkan untuk mempelajari distribusi unsur-unsur tersebut dalam struktur suatu benda. Biopolimer yang terdiri dari makromolekul (protein, asam nukleat, dll.) dipelajari secara efektif menggunakan metode sinar-X kontak resolusi tinggi. mikroskopi. Penggunaan sumber berdenyut memungkinkan untuk mempelajari dinamika proses pada objek non-stasioner (misalnya sel hidup). Untuk mendapatkan gambar tiga dimensi jaringan dalam pengobatan, metode komputer sedang dikembangkan. Tomografi sinar-X objek mikro.

R. m. berhasil digunakan dalam ilmu material dalam mempelajari fitur struktural material polikristalin, polimer, dan komposit (Gbr. 7).

Beras. 5. Gambar mikrografik kontak dari trombosit manusia hidup yang diperoleh dengan menggunakan sumber sinar-X berdenyut (pemecahan plasma dalam gas). Fitur yang lebih kecil dari 10 nm terlihat pada gambar.

Beras. 6. Gambar diatom diperoleh dengan menggunakan mikroskop difraksi sinar-X. Panjang gelombang emisi adalah 4,5 nm. Skala sesuai dengan 1 µm.

Beras. 7. Gambar mikrografis kontak dari sampel material komposit (fiberglass). Area terang adalah serat kaca (diameter sekitar 10 mikron), area gelap adalah polimer. Gambar tersebut mencirikan kepadatan, keseragaman, arah dan distribusi serat. Ketebalan sampel 400 µm, energi foton sinar-X< 30 кэВ .

Untuk pengembangan metode sinar-X. mikroskop, penciptaan sumber sinar-X intensitas tinggi adalah penting. radiasi. Salah satu sumber yang menjanjikan adalah plasma laser suhu tinggi. Dengan bantuan pencitraan plasma cermin, struktur dan dinamika proses yang terjadi dalam plasma tersebut dipelajari.

menyala.: Optik dan mikroskop sinar-X, ed. G. Shmal dan D. Rudolf, terjemahan. dari bahasa Inggris, M., 1987. V.A.Slemzin.