搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

相干X射线衍射成像的数字模拟研究

周光照 佟亚军 陈灿 任玉琦 王玉丹 肖体乔

相干X射线衍射成像的数字模拟研究

周光照, 佟亚军, 陈灿, 任玉琦, 王玉丹, 肖体乔
PDF
导出引用
  • 相位重建是实现X 射线相干衍射成像的关键, 它利用远场采集的样品傅里叶相干衍射花样、结合过采样理论,再采用迭代算法复原样品的相位信息. 文中采用数字模拟的方法, 利用小尺寸二维非周期性图形作为物场, 研究了过采样比对重构结果的影响, 研究发现, 迭代次数为1000 次时最佳过采样比的范围是3—7 之间. 利用噪声模拟方法, 研究了噪声对相位重建的影响, 找到了完成相位重建的噪声限是信噪比不能低于10. 分析了重构结果中孪生像以及随机平移的产生原因, 并给出了相应的解决办法, 结果表明, 此方法可有效地提高重构图像的质量.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号:2010CB834301)、中国科学院对外合作重点项目(批准号:GJHZ09058)、国家自然科学基金(批准号:10805071,10705020)和上海市基础研究重点项目(批准号:08JC1411900)资助的课题.
    [1]

    Liu L X, Du G H, Hu W, Xie H L, Xiao T Q 2007 Acta Phys. Sin. 56 4556(in Chinese) [刘丽想、杜国浩、胡 雯、谢红兰、肖体乔 2007 物理学报 56 4556]

    [2]

    Shi S M, Chen R C, Xue Y L, Ren Y Q, Du G H, Deng B, Xie H L, Xiao T Q 2008 Acta Phys. Sin. 57 6319(in Chinese) [师绍猛、陈荣昌、薛艳玲、任玉琦、杜国浩、邓 彪、谢红兰、肖体乔 2008 物理学报 57 6319]

    [3]

    Xue Y L, Xiao T Q, Wu L H, Chen C, Guo R Y, Du G H, Xie H L, Deng B, Ren Y Q, Xu H J 2010 Acta Phys. Sin. 59 5496(in Chinese) [薛艳玲、肖体乔、吴立宏、陈 灿、郭 荣怡、杜国浩、谢红兰、邓 彪、任玉琦、徐洪杰 2010 物理学报 59 5496] 〖4] Xie H L, Hu W, Luo H X, Du G H, Deng B, Chen R C, Xue Y L, Shi S M, Xiao T Q 2008 Acta Phys. Sin. 57 7044(in Chinese) [谢红兰、胡 雯、罗红心、杜国浩、邓 彪、陈荣昌、薛艳玲、师绍猛、肖体乔 2008 物理学报 57 7044]

    [4]

    Marchesini S, Chapman H N, Hau-Riege S P, London R A, Szoke A 2003 Opt. Express. 11 2344

    [5]

    Miao J W, Ishikawa T, Shen Q, Earnest T 2008 Annu. Rev. Phys. Chem. 59 387

    [6]

    Sayre D 1952 Acta Cryst. 5 843

    [7]

    Sayre D, Schlenker M 1980 Lectare Notes in physics (vol.112)(Berlin:Springer) p229

    [8]

    Fienup J R 1982 Appl. Opt. 21 2758

    [9]

    Miao J W, Charalambous P, Kirz J, Sayre D 1999 Nature 400 342

    [10]

    Miao J W, Chen C C, Song C Y, Nishino Y, Kohmura Y, Ishikawa T, Damien R J, Lee T K, Risbud S H 2006 Phys. Rev. Lett. 97 215503

    [11]

    Chapman H N, Barty A, Marchesini S, Noy A, Cui C, Howells M R, Rosen R, He H, Spence J C H, Weierstall U, Beetz T, Jacobsen C, Shapiro D 2006 J. Opt. Soc. Am. 23 1179

    [12]

    Abbey B, Williams G J, Pfeifer M A, Clark J N, Putkunz C T, Torrance A, McNulty I, Levin T M, Peele A G, Nugent K A 2008 Appl. Phys. Lett. 93 214101

    [13]

    Thibault P, Elser V, Jacobsen C, Shapiro D, Sayre D 2006 Acta Cryst. 62 248

    [14]

    Hau-Riege S P, London R A, Szoke A 2004 Phys. Rev. E 69 051906

    [15]

    Hau-Riege S P, Chapman H N, Krzywinski J, Sobierajski R, Bajt S, London R A, Bergh M, Caleman C, Nietubyc R, Juha L, Kuba J, Spiller E, Baker S, Bionta R, Tinten K S, Stojanovic N, Kjornrattanawanich B, Gullikson E, Plnjes E, Toleikis S, Tschentscher T 2007 Phys. Rev. Lett. 98 145502

    [16]

    Raines K S, Sara S, Richard L S, Jiang H D, Jose A R, Benjamin P F, Henry C K, Du J C, Miao J W 2009 Nature 463 214

    [17]

    Gerchberg R W, Saxton W O 1972 Optik 35 237

    [18]

    Henke B L, Gullikson E M, Davis J C 1993 At. Data Nucl. Data Tables 54 181

    [19]

    Miao J W, Sayre D, Chapman H N 1998 J. Opt. Soc. Am. A 15 1662

  • [1]

    Liu L X, Du G H, Hu W, Xie H L, Xiao T Q 2007 Acta Phys. Sin. 56 4556(in Chinese) [刘丽想、杜国浩、胡 雯、谢红兰、肖体乔 2007 物理学报 56 4556]

    [2]

    Shi S M, Chen R C, Xue Y L, Ren Y Q, Du G H, Deng B, Xie H L, Xiao T Q 2008 Acta Phys. Sin. 57 6319(in Chinese) [师绍猛、陈荣昌、薛艳玲、任玉琦、杜国浩、邓 彪、谢红兰、肖体乔 2008 物理学报 57 6319]

    [3]

    Xue Y L, Xiao T Q, Wu L H, Chen C, Guo R Y, Du G H, Xie H L, Deng B, Ren Y Q, Xu H J 2010 Acta Phys. Sin. 59 5496(in Chinese) [薛艳玲、肖体乔、吴立宏、陈 灿、郭 荣怡、杜国浩、谢红兰、邓 彪、任玉琦、徐洪杰 2010 物理学报 59 5496] 〖4] Xie H L, Hu W, Luo H X, Du G H, Deng B, Chen R C, Xue Y L, Shi S M, Xiao T Q 2008 Acta Phys. Sin. 57 7044(in Chinese) [谢红兰、胡 雯、罗红心、杜国浩、邓 彪、陈荣昌、薛艳玲、师绍猛、肖体乔 2008 物理学报 57 7044]

    [4]

    Marchesini S, Chapman H N, Hau-Riege S P, London R A, Szoke A 2003 Opt. Express. 11 2344

    [5]

    Miao J W, Ishikawa T, Shen Q, Earnest T 2008 Annu. Rev. Phys. Chem. 59 387

    [6]

    Sayre D 1952 Acta Cryst. 5 843

    [7]

    Sayre D, Schlenker M 1980 Lectare Notes in physics (vol.112)(Berlin:Springer) p229

    [8]

    Fienup J R 1982 Appl. Opt. 21 2758

    [9]

    Miao J W, Charalambous P, Kirz J, Sayre D 1999 Nature 400 342

    [10]

    Miao J W, Chen C C, Song C Y, Nishino Y, Kohmura Y, Ishikawa T, Damien R J, Lee T K, Risbud S H 2006 Phys. Rev. Lett. 97 215503

    [11]

    Chapman H N, Barty A, Marchesini S, Noy A, Cui C, Howells M R, Rosen R, He H, Spence J C H, Weierstall U, Beetz T, Jacobsen C, Shapiro D 2006 J. Opt. Soc. Am. 23 1179

    [12]

    Abbey B, Williams G J, Pfeifer M A, Clark J N, Putkunz C T, Torrance A, McNulty I, Levin T M, Peele A G, Nugent K A 2008 Appl. Phys. Lett. 93 214101

    [13]

    Thibault P, Elser V, Jacobsen C, Shapiro D, Sayre D 2006 Acta Cryst. 62 248

    [14]

    Hau-Riege S P, London R A, Szoke A 2004 Phys. Rev. E 69 051906

    [15]

    Hau-Riege S P, Chapman H N, Krzywinski J, Sobierajski R, Bajt S, London R A, Bergh M, Caleman C, Nietubyc R, Juha L, Kuba J, Spiller E, Baker S, Bionta R, Tinten K S, Stojanovic N, Kjornrattanawanich B, Gullikson E, Plnjes E, Toleikis S, Tschentscher T 2007 Phys. Rev. Lett. 98 145502

    [16]

    Raines K S, Sara S, Richard L S, Jiang H D, Jose A R, Benjamin P F, Henry C K, Du J C, Miao J W 2009 Nature 463 214

    [17]

    Gerchberg R W, Saxton W O 1972 Optik 35 237

    [18]

    Henke B L, Gullikson E M, Davis J C 1993 At. Data Nucl. Data Tables 54 181

    [19]

    Miao J W, Sayre D, Chapman H N 1998 J. Opt. Soc. Am. A 15 1662

  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  6783
  • PDF下载量:  1096
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 刊出日期:  2011-01-05

相干X射线衍射成像的数字模拟研究

  • 1. (1)中国科学院上海应用物理研究所,上海 201204; (2)中国科学院上海应用物理研究所,上海 201204;中国科学院研究生院,北京 100049
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(批准号:2010CB834301)、中国科学院对外合作重点项目(批准号:GJHZ09058)、国家自然科学基金(批准号:10805071,10705020)和上海市基础研究重点项目(批准号:08JC1411900)资助的课题.

摘要: 相位重建是实现X 射线相干衍射成像的关键, 它利用远场采集的样品傅里叶相干衍射花样、结合过采样理论,再采用迭代算法复原样品的相位信息. 文中采用数字模拟的方法, 利用小尺寸二维非周期性图形作为物场, 研究了过采样比对重构结果的影响, 研究发现, 迭代次数为1000 次时最佳过采样比的范围是3—7 之间. 利用噪声模拟方法, 研究了噪声对相位重建的影响, 找到了完成相位重建的噪声限是信噪比不能低于10. 分析了重构结果中孪生像以及随机平移的产生原因, 并给出了相应的解决办法, 结果表明, 此方法可有效地提高重构图像的质量.

English Abstract

参考文献 (19)

目录

    /

    返回文章
    返回