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X射線顯微鏡原理

X射線顯微鏡用X射線照射樣品，并利用從物質(zhì)獲得的透射（吸收）X射線和熒光X射線等信號來獲取圖像并進行成分分析。所用X射線的波長通常為1至10納米，稱為軟X射線。特別是吸水率極低的2.3至4.3 nm區(qū)(qū)域被稱為“水窗”，用于生物樣品的觀察。

一些 X 射線顯微鏡使用 X 射線透射作為對比來獲取圖像，而其他顯微鏡則檢測 X 射線照射產(chǎn)生的熒光 X 射線。熒光X射線是當物質(zhì)中的內(nèi)殼層電子受X射線照射而激發(fā)(fā)產(chǎn)生空穴時，外殼內(nèi)的電子弛豫到與內(nèi)殼層和外殼層之間的能量差相對應(yīng)的X射線。通過發(fā)(fā)生的現(xiàn)(xiàn)象獲得的信號。

熒光 X 射線對于每個原子都有獨特的波長，因此它們也可以應(yīng)用于元素分析。另外，根據(jù)(jù)光學(xué)系統(tǒng)(tǒng)和光學(xué)元件的有無，X射線顯微鏡大致分為兩種。不使用光學(xué)元件的X射線顯微鏡使用投影放大和接觸方法進行觀察。

由于無法使用 X 射線圖像波透鏡放大圖像，因此通過將樣本與成像表面物理分離來放大和投影圖像。使用光學(xué)元件的成像方法通過使用利用光解釋的波帶片和利用全內(nèi)反射或多層反射的鏡子來實現(xiàn)(xiàn)。