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Talbot Lau 干渉計

新情報
X線光学製品 放射光学会掲示ポスター (X線レンズ,回折格子,LIGAプロセス,2017年1月)

展示会情報
[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
[出展] 2016年1月10,11日: 日本放射光学会年会,東京大学 柏の葉キャンパス
[出展] 2015年11月17,18日: X線結像光学シンポジウム,名古屋大学 東山キャンパス

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

X線Talbot干渉計(タルボ干渉計)を用いると,通常のX線写真(吸収像)に加え,微分位相像,ビジビリティ像(暗視野像,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構造が明らかになります。


X線干渉計にて取得できる画像の例 通常のX線画像(吸収像,中央)の他,ビジビリティ像(右)や,微分位相像が得られます。
サンプルに意図的に入れたクラックが吸収像(中央)では認識できていませんが,ビジビリティ像(暗視野像または小角散乱像)では鮮明に掌握できています。


(b) 回折格子を用いた干渉計のセットアップ

タルボ干渉計 (放射光またはマイクロフォーカスX線源)


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・ ロー干渉計 (通常のX線管向けセットアップ)


上記のタルボ干渉計のセットアップに加えて,G0(線源格子)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。


(c) 回折格子の提供とサービス

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。



2. 回折格子の仕様例

(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。

回折格子撮像実験

2013年3月,東北大学多元物質科学研究所 百生研究室にて,カールスルーエ技術研究所のX線回折格子を用いた,サンプル撮像実験が行われました。