新情報
■ 2021年4月 LIGAプロセス 高コントラストのX線分解能ターゲットの商品化
■ 2021年3月 X線回折格子(タルボ干渉計) Publications (ユーザによる発表事例)を追加。心臓大血管の構造研究への応用例。
■ 2020年7月 X線レンズ Publications (ユーザによる発表事例)を追加
展示会情報
[出展] 2021年1月8-10日: 日本放射光学会年会，オンライン開催
[出展] 2020年1月10-12日: 日本放射光学会年会，ウインクあいち(愛知県産業労働センター)
[出展] 2019年10月20-24日:XNPIG，International Conference on X-ray and Neutron Phase Imaging with Gratings，
仙台国際センター
1. タルボ干渉計，タルボ･ロー干渉計による非破壊イメージング
(a) X線位相コントラストイメージングによって得られる画像
透過型の回折格子を複数用いるX線タルボ干渉計，タルボ･ロー干渉計によって生じるモアレ縞の変化を記録･処理することで，通常のレントゲン写真で用いられるX線吸収像に加え，低吸収物質に対しても高感度な位相コントラスを用いた微分位相像，モアレ縞の不鮮明化を利用した小角散乱像(暗視野像)が取得できます。
下の画像例は同一のサンプルを同一時に撮像したものですが，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。吸収像ではパーツ内部の金属が見えているのに対し，位相コントラスト像ではプラスチック素子表面の微小な凹みや亀裂が認識できています。このような特徴を活かし，X線タルボ干渉計，タルボ･ロー干渉計は，非破壊検査装置への応用に向け研究が進められています。
 吸収コントラスト像，スケールバーは2.5 mm |
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| 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。 | ||
下の画像例は微分位相像と小角散乱像(暗視野像)です。この手法による撮像は，肺のような組織の構造や密度変化に対して非常に感度が高く，これまでのX線吸収像では見逃していたような肺疾患を特定することが可能になると考えられています。現在，胸部や肺の医療診断用装置の実用化に向け，研究開発が行われています。
 微分位相コントラスト像，スケールバーは2.5 mm |
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| サンプル: 古いガス管。フォトンファクトリーBL-14Cにて撮像。 | ||
お手持ちのサンプルの撮像や，タルボ･ロー干渉計セットアップの導入，あるいは回折格子の製造に関する御相談･お問い合わせを受け付けております。 メール にて御連絡ください。
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タルボ干渉計のセットアップに加えて線源格子G0を導入することで通常のX線管にてコヒーレントなX線が得られ，タルボ･ロー干渉計が構成できます。
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■ タルボ･ロー干渉計システム(TALINT) セットアップ例 | |
2. X線回折格子
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左: 高アスペクト比の吸収格子。アスペクト比100以上の実績あり。 |
(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 | 250 μm | 4 μm |
|---|---|---|
| 周期(metal + space)の例 | 4.8 μm | 3.57 μm |
| 材質 | Au | Ni |
| 用途 | 吸収格子 | 位相格子 |
| (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: 200 µmあるいは550 µm) オプション: グラファイトやポリイミド等の低吸収体 |
| 構造面積 | 標準: 直径70 mm オプション: 直径100-140 mm，つなぎ合わせによる面積の拡張も応相談 |
| (c) 開発品1 / 大面積の格子 大視野を実現する大きな面積の吸収格子を製造開始しています(仕様は随時変更)。 |
| 仕様例 |
面積: 200 mm x 100 mm 周期: 7.0-10.0 µm 吸収体高さ: Au 250 µm程度 基板材質: Si 他: ブリッジ構造あり |
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| 周期 | 2.0 μm | 1.0 µm | 1.4 µm |
|---|---|---|---|
| 材質 | Ni | Au | Au |
| 構造高さ | 3.2 μm | Up to 5 µm | > 20 µm |
| 格子構造面積 | 10 mm x 10 mm | 5 mm x 5 mm | 20 mm x 20 mm |
| 用途 | 位相格子(G1)，18 keV，π/2 | 位相格子(G1)，26 keV，π/2 | 吸収格子 |
| 基板材質 | ポリイミド | Si 200 µm | ポリイミド他 |
| 構造デザイン | 連続線 | ブリッジ | ブリッジ |
3. 製造者と実績例
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。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。
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■ 高アスペクト比の構造 |
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■ タルボ干渉計撮像実験 X線回折格子をタルボ干渉計にて用い，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。 |
5. Publications: KITとmicroworksの製造したX線回折格子を用いた実験成果発表事例(抜粋)
▶位相差X線CT法を用いた心臓大血管の構造研究，築部卓郎 他 / Cardiovascular structure analyzing research using synchrotron-based phase-contrast tomography. T Tsukbe et al., 日本放射光学会誌 Vol. 34, No.1/Jan. 2021
[肺の暗視野像]
▶X-ray dark-field imaging of the human lung - A feasibility study on a deceased body. K Willer et al., PLoS One. 2018; 13(9): e0204565
[大型動物の自然気胸の暗視野像]
▶Depiction of pneumothoraces in a large animal model using x-ray dark-field radiography. K Hellbach, A Baehr, F De Marco et al., Sci Rep 8, 2602 (2018)
[ヒトサイズ試料の低線量撮像]
▶A preclinical Talbot-Lau prototype for x‐ray dark‐field imaging of human‐sized objects. C Hauke et al., Med. Phys. 45 (6), June 2018
[非破壊検査向けの位相イメージングスキャナ]
▶Laboratory-based X-ray phase-imaging scanner using Talbot-Lau interferometer for non-destructive testing. Shivaji Bachche et al., Scientific Reports volume 7, Article number: 6711 (2017)
[非破壊検査向けの位相イメージングスキャナ，大きなFOV]
▶X-ray phase-imaging scanner with tiled bent gratings for large-field-of-view nondestructive testing. M Kageyama et al., NDT and E International 105 (2019) 19-24
[産業界向けアプリケーション]
▶System design and evaluation of a compact and high energy X-ray Talbot-Lau grating interferometer for industrial applications. Lee, S., Oh, O., Kim, Y. et al., J. Korean Phys. Soc. 73, 1827-1833 (2018)
[炭素繊維強化プラスチックのµCT撮像]
▶Multi-modal Talbot-Lau grating interferometer XCT data for the characterization of carbon fibre reinforced polymers with metal components. C Gusenbauer et al., Conference on Industrial Computed Tomography (iCT) 2017
[X線天文学]
▶Sub-arcsecond imaging with multi-image X-ray interferometer module (MIXIM) for very small satellite. Kiyoshi Hayashida et al., Proc. of SPIE Vol. 10699 106990U-1
▶サブ秒角撮像を目指すX線多重像干渉計MIXIMの基礎開発，川端智樹, 大阪大学大学院 修士論文，2018年2月
▶Sub-arcsecond to micro-arcsecond resolution X-ray imaging of SMBH with a novel method MIXIM, Kiyoshi Hayashida et al., AGN Jet Workshop, 2020
X-ray optics and micro fabrication (LIGA)
Karlsruhe Institute of Technology,
microworks GmbH
Microfluidic devices