Физическая энциклопедия - рентгеновский микроскоп

микроскоп, предназначенный для исследования микроструктуры объектов в рентгеновском излучении. Предел разрешения Р. м. может превышать разрешение световых микроскопов на 2-3 порядка в соответствии с отношением длин волн l рентг. и видимого излучений. Специфичность вз-ствия рентгеновского излучения с в-вом обусловливает отличие рентг. оптич. систем от световых. Малое отклонение показателя преломления рентг. лучей от единицы (меньше чем на 10-4) практически не позволяет использовать для их фокусировки линзы и призмы. Электрич. и магн. линзы для этой цели также неприменимы, т. к. рентг. излучение инертно к электрич.

и магн. полям. Поэтому в Р. м. для фокусировки рентг. лучей используют явление их полного внеш. отражения изогнутыми зеркальными плоскостями или отражение их от кристаллографич. плоскостей (в отражательном Р. м.). Оказалось также возможным построить Р. м. по принципу теневой проекции объекта в расходящемся пучке лучей от точечного источника (проекционный, или теневой, Р.

м.). Отражательный Р. м. содержит микрофокусный источник рентг. излучения, изогнутые зеркала-отражатели из стекла (кварца с нанесённым на него слоем золота) или изогнутые монокристаллы и детекторы изображения (фотоплёнки, электронно-оптические преобразователи). На рис. 1 приведена схема хода лучей в Р.

м. с двумя зеркалами, повёрнутыми друг относительно друга на 90В°. Получение высокого разрешения в таком Р. м. ограничивается малым углом полного внеш. отражения (угол скольжения 1 м) и очень жёсткими требованиями к профилю и качеству обработки поверхностей зеркал (допустимая шероховатость =1 нм). Рис. 1. Схема фокусировки рентг. лучей в отражательном Р.

м. с двумя скрещенными зеркалами: ОО'-оптич. ось системы; А объект, А'его изображение. Увеличение О'А'/ОА. Полное разрешение таких Р. м. зависит от l и угловой апертуры, не превышающей угла скольжения. Напр., для излучения с l=0,1 нм и угла скольжения 25' дифракц. разрешение не превышает 8,5 нм (увеличение до 105). При использовании для фокусировки рентг.

излучения изогнутых монокристаллов, помимо разл. аберраций оптических систем, на качество изображения влияют несовершенства крист. структуры, а также конечная величина брегговских углов дифракции рентгеновских лучей. Проекционный Р. м. включает в себя рентг. источник со сверхмикрофокусом диаметром d=0,11 нм, камеру для размещения исследуемого объекта и регистрирующее устройство.

Увеличение М проекц. Р. м. определяется отношением расстояний от источника излучения до объекта (а) и до детектора (b):М=b/а (рис. 2). Линейное разрешение проекц. Р. м. достигает 0,1-0,5 нм. Геом. разрешение определяется величиной нерезкости (полутени) края объекта РГ, зависящей от размера источника рентг. лучей и увеличения М: PГ=Md. Дифракц.

разрешение зависит от дифракц. френелевской бахромы на крае Pд=al1/2, где а расстояние от источника до объекта. Поскольку а не может быть меньше 1 нм, разрешение при l=0,1 нм составит 10 нм (если размеры источника обеспечат такое же геом. разрешение). Контраст в изображении возникает благодаря различию в поглощении излучения разл. участками объекта. Этим различием определяется и чувствительность теневого Р. м. Р. м. может быть оснащён разл. преобразователями рентг. изображения в видимое в сочетании с телевизионными системами. .