ПОЛУЧЕНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ ВО ВТОРИЧНЫХ РЕНТГЕНОВСКИХ ЛУЧАХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПИНХОЛ КАМЕРЫ

Пинхол камера, или камера-обскура, является одним из элементов оптики рентгеновского диапазона спектра. Камера используется для получения изображения синхротронных и лабораторных источников излучения, а также в качестве объектива в методе рентгеновской флуоресцентной микроскопии. Этот метод позволяет получать информацию о пространственном распределении различных химических элементов на площади в несколько квадратных сантиметров с пространственным разрешением на уровне 50–100 мкм. В качестве приемных устройств используются энергодисперсионные цифровые двумерные ПЗС камеры (камеры на основе элементов с зарядовой связью). Такие камеры являются дорогостоящими устройствами и имеют низкую чувствительность для рентгеновских лучей с энергией фотонов выше 8 кэВ. Поэтому перспективно использовать для целей рентгеновской флуоресцентной микроскопии более эффективные ПЗС камеры со слоем сцинтиллятора. Цель данной работы состояла в разработке устройства для получения изображения объектов во вторичных флуоресцентных рентгеновских лучах с использованием пинхол камеры как объектива и цифровой ПЗС камеры для регистрации рентгеновского изображения. Такое устройство разработано. Оно состоит из рентгеновской трубки, пинхол камеры и двумерной цифровой рентгеновской ПЗС камеры. Объект исследования облучался излучением от рентгеновской трубки и испускал вторичные рентгеновские лучи. Пинхол камера с размером отверстия 100 мкм использовалась для формирования изображения объекта во вторичных рентгеновских лучах на входном окне двумерной цифровой рентгеновской камеры. С использованием устройства получены изображения ряда железных пружин, отличающиеся размерами. Установлено, что пространственная разрешающая способность устройства составляет около 200 мкм при экспозиции 60 с. Улучшить разрешение системы можно за счет увеличения экспозиции, оптимизации условий съемки и уменьшения размера отверстия пинхол камеры. 

1. Young, M. Pinhole Optics / M. Young // Applied Optics. – 1971. – Vol. 10, nо. 12. – Р. 2763–2767.

2. Young, M. The pinhole camera: Imaging without lenses or mirrors / M. Young // The Phys. Teach. – 1989. – Vol. 27. – Р. 648–655.

3. Thomas, C. X-ray pinhole camera resolution and emittance measurement / C. Thomas, G. Rehm, I. Martin, R. Bartolini // Phys. Rev. ST Accel. Beams. – 2010. – Vol. 13. – Р. 022805-1– 022805-9.

4. Иванов, С.А. Рентгеновские трубки технического назначения / С.А. Иванов, Г.А. Щукин. – Л. : Энергоатомиздат, 1989. – 201 с.

5. Snigirev, A. A compound Refractive Lens for focusing High-Energy X-rays / A. Snigirev, V. Kohn, I. Snigireva, B. Lengeler // Nature. – 1996. – Vol. 384. – Р. 49–51.

6. Дудчик, Ю.И. Рентгеновский микроскоп на основе короткофокусной многоэлементной преломляющей линзы / Ю.И. Дудчик // Вест. Белорус. гос. ун-та. Сер. 1. Физика. Математика. Информатика. – 2009. – № 2. – С. 38–43.

7. Дудчик, Ю.И. Рентгеновская микроскопия с использованием синхротронного излучения и элементов преломляющей рентгеновской оптики / Ю.И. Дудчик, Ч. Хуанг, Б. Му, Т. Ванг, Г. Пан // Вест. Белорус. гос. ун-та. Сер. 1. Физика. Математика. Информатика. – 2010. – № 2. – С. 24–28.

8. Romano, F.P. A new X-ray pinhole camera for energy dispersive X-ray fluorescence imaging with highenergy and high-spatial resolution / F.P. Romano [et al.] // Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy. – 2013. – Vol. 86. – Р. 60–65.

9. Romano, F.P. Macro and micro full field x-ray fluorescence with an X-ray pinhole camera presenting high energy and high spatial resolution / F.P. Romano [et al.] // Anal Chem. – 2014. – Vol. 86(21). – Р. 10892–10899.

10. Scharf, O. Compact pnCCD-based X-ray camera with high spatial and energy resolution: a color X-ray camera / O. Scharf [et al.] // Anal Chem. – 2011. – Vol. 1. – Р. 2532-1–2532-8.