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dc.contributor.advisor Salditt, Tim Prof. Dr. de
dc.contributor.author Fuhse, Christian de
dc.date.accessioned 2006-06-06T15:34:24Z de
dc.date.accessioned 2013-01-18T13:36:18Z de
dc.date.available 2013-01-30T23:51:09Z de
dc.date.issued 2006-06-06 de
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B592-3 de
dc.description.abstract Die Arbeit behandelt Röntgenwellenleiter und deren Anwendung in der linsenlos abbildenden Röntgenmikroskopie. Die Propagation von Röntgenstrahlung in Wellenleitern wird für einfache Geometrien analytisch beschrieben und für kompliziertere Fälle anhand von Finite-Differenzen-Verfahren auf Basis der parabolischen Wellengleichung untersucht. Der Ausgang eines Röntgenwellenleiters dient dann als kleine Strahlungsquelle mit Durchmessern im Bereich 10-100 nm, die einen sehr kohärenten und leicht divergenten Röntgenstrahl liefert. Entsprechende Wellenleiter-Strukturen werden mittels Elektronenstrahl-Lithographie hergestellt und an Synchrotron-Messplätzen charakterisiert.Mit dem Wellenleiterstrahl können kleine Objekte vergrößert abgebildet werden. Insbesondere bei der Abbildung sehr kleiner Proben mit hoher räumlicher Auflösung muss das detektierte Bild als in-line-Hologramm betrachtet werden, aus dem ein "Bild" der Probe dann durch rechnerische holographische Rekonstruktion berechnet wird. Die maximal erreichbare räumliche Auflösung entspricht dabei in etwa dem Kerndurchmesser des Wellenleiters. In Mikroskopie-Experimenten mit Synchrotron-Strahlung wird eine Auflösung unter 400 nm erreicht, wobei die Rekonstruktion durch ein für in-line-Holographie typisches "Zwillingsbild" signifikant gestört ist.Eine wesentlich bessere Bildqualität erhält man mit wellenleiterbasierter off-axis-Holographie. Dazu werden zwei Röntgenwellenleiter kohärent beleuchtet, so dass ein Wellenleiter die abgebildete Probe beleuchtet, während der andere lediglich einen Referenzstrahl liefert. Insbesondere im Bereich harter Röntgenstrahlung besteht die Wechselwirkung der Probe mit dem Röntgenstrahl größtenteils in einer Phasenschiebung, die Absorption ist hingegen gerade bei sehr kleinen Proben gering. Die rechnerische Rekonstruktion eines off-axis-Hologramms gibt direkten quantitativen Zugriff auf diese Phasenschiebung und liefert so auch im Falle sehr kleiner Proben noch einen guten Kontrast. Erste Experimente zeigen eine im Vergleich zur in-line-Holographie wesentlich bessere Bildqualität sowie darüber hinaus auch eine deutlich bessere räumliche Auflösung um 100 nm. de
dc.format.mimetype application/pdf de
dc.language.iso eng de
dc.rights.uri http://webdoc.sub.gwdg.de/diss/copyr_diss.html de
dc.title X-ray waveguides and waveguide-based lensless imaging de
dc.type doctoralThesis de
dc.title.translated Röntgenwellenleiter und wellenleiterbasiertes linsenloses Abbilden de
dc.contributor.referee Salditt, Tim Prof. Dr. de
dc.date.examination 2006-05-09 de
dc.subject.dnb 530 Physik de
dc.description.abstracteng The scope of the present thesis is X-ray waveguides and applications in waveguide-based lensless X-ray microscopy. The propagation of X-rays in waveguides is analysed analytically for some simple geometries; finite-difference field calculations based on the parabolic wave equation enable the studying of more complicated cases. The end face of an X-ray waveguide can serve as a very small source with cross-sectional dimensions of typically 10-100 nm. The exiting beam is highly coherent and slightly divergent. X-ray waveguides are prepared by means of electron-beam lithography and characterised at synchrotron beamlines.The waveguide beam allows the recording of a magnified image of a sample. When imaging small objects with a high spatial resolution, the recorded image has to be considered an in-line hologram. An "image" is then obtained by a computational holographic reconstruction. The spatial resolution is limited by the cross-sectional dimensions of the waveguide. Microscopy experiments demonstrate a spatial resolution of below 400 nm. However, the reconstructed image is significantly disturbed by a so-called "twin-image", which is an inherent problem of in-line holography.Image quality can be significantly improved by off-axis holography using two coherently illuminated waveguides. One waveguide illuminates the sample while the other waveguide provides an additional reference wave. In particular in the case of hard X-rays, the sample mainly shifts the phase of X-rays while absorption is very weak. Numerical reconstruction from an off-axis hologram gives direct access to the phase. Thus, even very small samples can be imaged with sufficient contrast. First proof-of-principle experiments demonstrate a spatial resolutions of about 100 nm and an improved image quality compared to in-line holography. de
dc.contributor.coReferee Krebs, Hans-Ulrich Prof. Dr. de
dc.subject.topic Mathematics and Computer Science de
dc.subject.ger Röntgenwellenleiter de
dc.subject.ger Röntgenmikroskopie de
dc.subject.ger Röntgenholographie de
dc.subject.eng x-ray waveguides de
dc.subject.eng x-ray microscopy de
dc.subject.eng x-ray holography de
dc.subject.bk 33.18 de
dc.identifier.urn urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-742-6 de
dc.identifier.purl webdoc-742 de
dc.affiliation.institute Fakultät für Physik de
dc.subject.gokfull RQE 920: Röntgenmikroskopie de
dc.subject.gokfull Röntgenanalyse {Physik} de
dc.identifier.ppn 515058041 de

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