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Talbot Lau 干渉計

新情報
X線光学製品ポスター (放射光学会掲示,2018年1月)
X線光学製品フライヤー (X線レンズ,回折格子,LIGAプロセス,2017年9月)

展示会情報
[出展] 2018年1月9,10日: 日本放射光学会年会,つくば国際会議場 ブース44
[出展] 2017年1月8,9日: 日本放射光学会年会,神戸芸術センター

1. タルボ干渉計,タルボ・ロー干渉計によるイメージング

(a) 得られる画像

透過型の回折格子を用いるX線タルボ干渉計によって,通常のレントゲン写真で用いられるX線吸収像に加え,微分位相像,ビジビリティ像(暗視野像,小角散乱像)が取得でき,これまでのX線透過画像では掌握できなかった内部,表面の構造が明らかになります。
下記の画像は同一のサンプルを同一時に撮像した例ですが,異なるモダリディ(吸収コントラスト,微分位相コントラスト)によって,各々得られている情報が大幅に異なるのがわかります。

吸収コントラスト像 スケールバーは2.5 mm

微分位相コントラスト像

サンプル: SDカードに亀裂を付けたもの。フォトンファクトリーBL-14Cにて撮像。詳細はこちら




(b) 回折格子を用いたX線イメージングセットアップ: タルボ干渉計

位相格子G1を通ったコヒーレントX線は,一定距離(タルボ距離)離れた地点に自己像を形成します。その自己像と吸収格子G2の格子との重ね合わせを,モアレ縞として検出器で検出することで位相像を取得します。また,試料の透過によりビジビリティに変化が生じ,その低下情報からコントラストを計測することで,ビジビリティ像(暗視野像,小角散乱像)を取得できます。

タルボ干渉計のセットアップに加えて線源格子G0を導入することでコヒーレントなX線が得られ,通常のX線管を用いたタルボ・ロー干渉計が構成できます。



2. X線回折格子

カールスルーエ技術研究所(KIT)・IMTとスピンオフ企業のmicroworks GmbHは,X線タルボ干渉計に必要な高アスペクト比のX線回折格子を提供いたします。


左: 高アスペクト比の吸収格子。アスペクト比80以上の実績あり。
右: 影の効果を避けるために開発された湾曲型の吸収格子。ホルダーに搭載して出荷。


(a) 回折格子構造例

X線回折格子は,X線マスクをレジスト上に転写して,構造化したレジストの隙間に電鋳を施すことで製造します。御希望の周期を持つマスクの作製と,既存のマスクレイアウトからの格子製造の,双方を御提案可能です。

金属構造体の厚み例200 μm4 μm
周期(metal + space)の例4.8 μm3.57 μm
材質AuNi

(b) 標準品の仕様
特別な開発を必要としない仕様の例
構造体材質Au,Niまたはポリマーレジスト
基板標準: Siウェハ (標準品: 200,550 µm)
オプション: グラファイトやポリイミドメンブレン等の低吸収体の対応実績あり
構造化面積標準: 50 mm x 50 mm,直径70 mm等
オプション: 直径100-140 mm,つなぎ合わせによる拡張等

3. 製造者と実績例

カールスルーエ技術研究所(KIT)・IMTとスピンオフ企業のmicroworks GmbHでは,お客様のお求めにより,御希望の撮像環境に対応した回折格子を製造,提案しております。

高アスペクト比の構造

カールスルーエ技術研究所(KIT)・IMTとmicroworks GmbHは,X線リソグラフィを用いた高アスペクト比の樹脂構造と電鋳構造の研究開発の第一人者です。これらの技術(LIGAプロセス)を用いて,短周期と高構造の両方を持つ回折格子を実現しています。

狭い周期の回折格子

非常に狭い周期の回折格子の実用化を目指しています。1.0 μm~2.0 μm の周期が,限られた面積内で実現しています。



回折格子撮像実験

LIGAプロセスよって製造されたX線回折格子を用い,以下のサンプル撮像実験や回折格子の評価実験を実施しました。
■ 東北大学多元物質科学研究所 百生研究室
件名: サンプル撮像によるカールスルーエ技術研究所製造X線回折格子の評価

■ 高エネルギー加速器研究機構 フォトンファクトリー
件名: 放射光施設におけるタルボ干渉計用回折格子の性能評価手法の研究

撮像したサンプルの画像はこちら