Птихография - Ptychography

Сбор набора данных визуализации в простейшей конфигурации с одной апертурой.
Сбор набора данных визуализации в простейшей конфигурации с одной апертурой. (а) Когерентное освещение, падающее слева, локально ограничено областью образца. Детектор после образца регистрирует интерференционную картину. (b) Образец сдвигается (в данном случае вверх) и регистрируется второй узор. Обратите внимание на то, что области освещения должны перекрываться друг с другом, чтобы облегчить психологическое ограничение инвариантности сдвига. (c) Целый набор психографических данных использует множество перекрывающихся областей освещения. (d) Весь набор данных является четырехмерным: для каждого положения двумерного освещения (x, y) существует двумерная дифракционная картина (kИкс, kу).

Птихография (/ tɪˈtʃoʊɡræfi / ti-CHOH-graf-ee) является вычислительный метод микроскопическое изображение.[1] Он генерирует изображения путем обработки многих когерентные интерференционные картины это было разбросанный от интересующего объекта. Его определяющая характеристика - перевод инвариантность, что означает картины интерференции генерируются одной постоянной функцией (например, полем освещения или диафрагма ) движущийся сбоку на известную величину относительно другой постоянной функции (самого образца или волнового поля). Интерференционные картины возникают на некотором расстоянии от этих двух компонентов, так что рассеянные волны разложить и "сложить" (древнегреческий πτύξ 'складывается'[2]) друг в друга, как показано на рисунке.

Птихографию можно использовать с видимый свет, Рентгеновские лучи, крайний ультрафиолет (EUV) или электроны. В отличие от обычной линзовой визуализации, на птихографию не влияет аберрации или дифракционные эффекты, вызванные ограниченным числовая апертура[нужна цитата ]. Это особенно важно для построения изображений с атомной длиной волны, где сложно и дорого сделать линзы хорошего качества с высокой числовой апертурой. Еще одним важным преимуществом этой техники является то, что она позволяет очень четко видеть прозрачные объекты. Это потому, что он чувствителен к фаза излучения, прошедшего через образец, и поэтому оно не зависит от объекта, поглощающего излучение. В случае биологической микроскопии в видимом свете это означает, что клетки не нужно окрашивать или маркировать для создания контраста.

Фаза восстановления

Хотя картины интерференции используемый в птихографии, может быть измерен только в интенсивность, математические ограничения, обеспечиваемые трансляционной инвариантностью двух функций (освещения и объекта), вместе с известными сдвигами между ними, означает, что фаза волнового поля можно восстановить обратное вычисление. Таким образом, птихография обеспечивает комплексное решение так называемой "фазовая проблема '. Как только это будет достигнуто, вся информация, относящаяся к разрозненным волна (модуль и фаза ) был восстановлен, и поэтому можно получить практически идеальные изображения объекта. Существуют различные стратегии выполнения этого обратного фазовый поиск расчет, включая прямую деконволюцию распределения Вигнера (WDD)[3] и итерационные методы.[4][5][6][7][8] Карта различий, разработанная Тибо и его коллегами[7] доступен в виде загружаемого пакета под названием PtyPy.[9]

Оптические конфигурации

Для птихографии существует множество оптических конфигураций: математически для этого требуется два инвариантные функции которые движутся друг через друга, пока картина интерференции генерируется товар из двух функций измеряется. В картина интерференции может быть дифракционная картина (как на рисунке 1), a Картина дифракции Френеля или, в случае Фурье-птихография, изображение. 'Птихо' свертка в Птихографический Фурье изображение, полученное из импульсивный ответ функция линза.

Единая диафрагма

Схема, показывающая оптическую конфигурацию для птихографа с использованием одной апертуры.
Оптическая конфигурация для птихографии с использованием одной апертуры.

Это концептуально простейшая пихографическая схема.[10] В детектор может находиться далеко от объекта (т.е. Фраунгофера дифракция самолет ) или ближе к Режим Френеля. Преимущество Режим Френеля в том, что больше нет очень высокого интенсивность луч в центре дифракционная картина, которые иначе могут насытить детектор пиксели там.

Птихография с фокусированным зондом

Схема, показывающая оптическую конфигурацию для психографии с использованием сфокусированного зонда.
Оптическая конфигурация для птихографии с использованием сфокусированного зонда.

А линза используется для создания плотного кроссовера освещающий луч на самолет образца. Конфигурация используется в растровый просвечивающий электронный микроскоп (STEM),[11][12] и часто в высоком разрешении рентгеновский снимок птихография. Образец иногда смещают вверх или вниз по потоку от кроссовера зонда, чтобы можно было увеличить размер пятна освещения, таким образом, требуя меньше дифракционные картины сканировать широкий поле зрения.

Птихография ближнего поля

Схема, показывающая оптическую конфигурацию для птихографии ближнего поля.
Оптическая конфигурация для птихограммы ближнего поля.

При этом используется широкое поле освещения. Предоставлять увеличение на образец падает расходящийся пучок. An не в фокусе изображение, которое отображается как Френель картина интерференции, проецируется на детектор. Освещение должно быть фаза искажения в нем, часто предоставляемый диффузор что перемешивает фаза инцидента волна до того, как он достигнет образца, в противном случае изображение остается постоянным при перемещении образца, поэтому нет никакой новой типографической информации от одного положения к другому.[13] в электронный микроскоп, а линза может использоваться для отображения увеличенный Френель изображение на детектор.

Фурье-птихография

Смотрите также: Фурье-птихография
Схема, показывающая оптическую конфигурацию для фурье-птихографии.
Оптическая конфигурация для фурье-птихографии.

А обычный микроскоп используется с относительно небольшими числовая апертура объектив. Образец освещается под разными углами. Параллельные пучки, выходящие из образца, доводятся до фокус сзади фокальная плоскость из объектив, что, следовательно, является Дифракционная картина Фраунгофера волны выхода образца (Аббат Теорема). Наклон подсветки приводит к смещению дифракционная картина через цель отверстие (который также лежит сзади фокальная плоскость ). Теперь применяется стандартный принцип инвариантности к психологическому сдвигу, за исключением дифракционная картина действует как объект и спина фокальная плоскость остановка действует как функция освещения в обычной птихографии. Изображение находится в Плоскость дифракции Фраунгофера этих двух функций (еще одно следствие Аббат Теория), как и в обычной птихографии. Единственное отличие состоит в том, что метод восстанавливает дифракционная картина, что намного шире, чем диафрагма ограничение. Заключительный преобразование Фурье должны быть предприняты для производства высокое разрешение изображение. Все алгоритмы реконструкции используется в традиционной птихографии. Фурье-птихография, и, действительно, почти все разнообразные расширения традиционной птихографии были использованы в фурье-птихографии.[14]

Визуализирующая птихография

Схема, показывающая оптическую конфигурацию для визуализирующей птихографии.
Оптическая конфигурация для визуализации птихографии.

Линза используется для создания обычного изображения. An отверстие в плоскости изображения действует эквивалентно освещению в обычной птихографии, в то время как изображение соответствует образцу. В детектор лежит в Фраунгофер или же Френель плоскость дифракции за изображением и отверстие.[15]

Птихография Брэгга или отражательная психография

Схема, показывающая оптическую конфигурацию для отражения или подпихографии Брэгга.
Оптическая конфигурация для отражения или брэгговской птихографии.

Эта геометрия может использоваться либо для картографирования поверхностных объектов, либо для измерения напряжение в кристаллические образцы. Сдвиги на поверхности образца или атомная Самолеты Брэгга перпендикулярно к поверхности, появляются в фазе птихографического изображения.[16][17]

Векторная птихография

Если мультипликативная модель взаимодействия между зондом и образцом не может быть описана скалярными величинами, необходимо использовать векторную подпихографию.[18] Обычно это происходит, когда поляризованный свет зондирует анизотропный образец, и когда это взаимодействие изменяет состояние поляризации света. В этом случае взаимодействие должно описываться Джонс формализм,[19] где поле и объект описываются двухкомпонентным комплексным вектором и комплексной матрицей 2 × 2 соответственно. Оптическая конфигурация векторной птихографии аналогична оптической конфигурации классической (скалярной) птихографии, хотя контроль поляризации света (до и после образца) должен быть реализован в установке. Карты Джонса образцов могут быть восстановлены, что позволяет количественно оценить широкий спектр оптических свойств (фаза, двулучепреломление, ориентация нейтральных осей, диаттенуация, так далее.).[20] Подобно скалярной подпихографии, зонды, используемые для измерения, можно оценивать вместе с образцом.[21]

Преимущества

Нечувствительность к линзам

Птихографию можно проводить вообще без линз,[10][13] хотя в большинстве реализаций используются линзы того или иного типа, если только конденсировать радиация на образец. В детектор может измерять большие углы разбросать, которые не должны проходить через линзу. В разрешающая способность поэтому ограничивается только максимальным углом разбросать что достигает детектор, и, таким образом, позволяет избежать эффектов дифракционного уширения из-за линзы небольшой числовая апертура или же аберрации внутри линзы. Это ключ к рентгеновский снимок, электрон и EUV птихография, при которой изготовление обычных линз сложно и дорого.

Фаза изображения

Птихография решает фаза вызванный реальная часть из показатель преломления образца, а также поглощение (в мнимая часть из показатель преломления ). Это важно для того, чтобы увидеть прозрачный образцы, не имеющие значимых естественный контраст поглощения, Например биологические клетки (в видимый свет длины волн ),[22] тонкий высокое разрешение электронная микроскопия образцы,[23] и почти все материалы на жесткий рентген длины волн. В последнем случае (линейный ) фазовый сигнал также идеально подходит для высокое разрешение рентгеновский снимок птихографический томография.[24] Сила и контраст фазовый сигнал также означает, что гораздо меньше фотон или же электрон подсчеты необходимы, чтобы сделать изображение: это очень важно в электрон птихография, при которой повреждение образца является серьезной проблемой, которой следует избегать любой ценой.[25]

Терпимость к непоследовательности

В отличие от голография, птихография использует сам объект как интерферометр. Не требует опорный луч. Несмотря на то что голография может решить изображение фазовая проблема, это очень сложно реализовать в электронный микроскоп где опорный луч чрезвычайно чувствителен к магнитным помехам или другим источникам нестабильности. Вот почему птихография не ограничивается традиционным «пределом информации» в традиционных электронное изображение.[26] Кроме того, пихографические данные достаточно разнообразны, чтобы исключить влияние частичная согласованность что в противном случае повлияло бы на восстановленное изображение.[3][27]

Самокалибровка

Птихографический набор данных может быть изображен слепым проблема деконволюции.[7][8][28] Он обладает достаточным разнообразием, чтобы решать обе движущиеся функции (освещение и объект), которые появляются симметрично в математике процесс инверсии. В настоящее время это обычно делается в любом пихографическом эксперимент, даже если осветительная оптика ранее была хорошо охарактеризована. Разнесение также можно использовать для ретроспективного решения ошибок в смещении двух функций, размытия при сканировании, неисправностей детектора, таких как отсутствие пикселей и т. Д.

Обращение многократного рассеяния

При обычной визуализации многократное рассеяние в толстом образце может серьезно усложнить или даже полностью испортить простую интерпретацию изображения. Это особенно верно в электронное изображение (куда многократное рассеяние называется 'динамическое рассеяние ’). И наоборот, птихография генерирует оценки сотен или тысяч выходных волн, каждая из которых содержит различную информацию о рассеянии. Это можно использовать для ретроспективного удаления многократное рассеяние последствия.[29]

Устойчивость к шуму

Количество подсчетов, необходимых для эксперимента по психографии, такое же, как и для обычного изображения, даже несмотря на то, что подсчеты распределены по очень многим. дифракционные картины. Это потому что фракционирование дозы относится к птихографии. Методы максимального правдоподобия может использоваться для уменьшения воздействия Пуассоновский шум.[30]

Приложения

Применения птихографии разнообразны, потому что ее можно использовать с любым типом радиация который может быть приготовлен как квазимонохроматический распространяющийся волна.

Птихографические изображения, наряду с достижениями в области детекторов и вычислений, привели к развитию рентгеновских микроскопов.[31][32] Когерентные пучки необходимы для получения дифракция в дальней зоне узоры со спекл-узорами. Когерентные рентгеновские лучи могут быть получены современными синхротронное излучение источники, лазеры на свободных электронах и высокая гармоника источники. Что касается рутинного анализа, рентгеновский снимок птихо-томография[24] сегодня это наиболее часто используемый метод. Он был применен ко многим материалы проблемы, включая, например, изучение краска,[33] визуализация аккумуляторная химия,[34] изображение сложенных слоев тандемный солнечный элемент,[35] и динамика перелом.[36] в рентгеновский снимок режима, птихография также использовалась для получения 3-D отображение неупорядоченной структуры в белом Cyphochilus (жук),[37] и 2-мерное изображение доменной структуры в объемном гетеропереходе при полимерный солнечный элемент.[38]

Видимый свет птихография была использована для визуализации живые биологические клетки и изучение их роста, размножения и подвижности.[39] В векторной версии его также можно использовать для отображения количественных оптических свойств анизотропных материалов, таких как биоминералы.[20]

Электрон пихография уникальна (среди прочего режимы электронного изображения ) чувствительны как к тяжелым, так и к легким атомам одновременно. Его использовали, например, при изучении наноструктура механизмы доставки лекарств глядя на молекулы лекарства, окрашенные тяжелыми атомами в пределах света углеродные нанотрубки клетки.[12] С электронные лучи электроны с более короткой длиной волны и более высокой энергией, используемые для визуализации с более высоким разрешением, могут вызвать повреждение образца за счет его ионизации и разрыва связей, но электронно-лучевая птихография теперь дает рекордные изображения дисульфида молибдена с разрешением 0,039 нм с использованием электронный пучок с меньшей энергией и детекторы, которые способны обнаруживать одиночные электроны, поэтому атомы могут быть обнаружены с большей точностью.[25][40]

Птихография имеет несколько применений в полупроводник промышленность, включая отображение их поверхностей с помощью EUV,[41] их объемная трехмерная структура с использованием Рентгеновские лучи,[42] и отображение полей деформации с помощью брэгговской подпихографии, например, в нанопровода.[43]

Типичные птихографические изображения
  • Рентгенограмма.

    Дифракционная картина пучка рентгеновских лучей, проходящего через неподвижный кристалл. Точки - области конструктивного вмешательства; атомную структуру кристалла можно определить по образцу. В птихографии образец (который не обязательно должен быть кристаллическим) последовательно перемещают через луч, создавая ряд дифракционных картин.

  • Птихографический эксперимент с видимым светом в лаборатории.

    Птихограмма в видимом свете ВВС США Мишень с оптическим разрешением, сделанная с помощью отверстия в куске картона. На графиках оттенок представляет фазу, а модуль представляет собой яркость. (а) показано одиночное изображение со сложной дифракционной деталью. (b) показывает компьютерную версию (a). (c) показывает результат объединенных компьютерно-обработанных дифракционных данных после сканирования всего образца. (Изображение: Б. Эндерс, © Royal Society Publishing, 2016 г.)[44]

  • Рентгеновский птихограф части поясной пластинки.

    Рентгеновская птихография на пучке малоуглового рассеяния синхротрон. Этот рентгеновский птихограф зонная пластина показывает данные яркости на изображении (a) и данные фазы на изображении (b). Вставки I, II и III из (b) показаны в (i), (j) и (k) соответственно, как обработано в 2015 г .; они демонстрируют явное улучшение разрешения по сравнению с алгоритмами, использованными в 2008 году, показанными в (l), (m) и (n). (Изображение: Б. П. Эндерс, П. Тибо © 2015 Royal Society Publishing.)

История

Начало в кристаллографии

Название «птихография» было придумано Хегерлем и Хоппе в 1970 году.[45] описать решение кристаллографический фазовая проблема впервые предложен Хоппе в 1969 году.[46] Идея требовала, чтобы образец был строго заказан ( кристалл ) и быть освещенным точно спроектированной волной, так что только две пары дифракционных пиков интерферируют друг с другом одновременно. Сдвиг освещенности изменяет условия интерференции (через Теорема сдвига Фурье ). Эти два измерения могут быть использованы для определения относительной фазы между двумя дифракционными пиками путем нарушения комплексно-сопряженный двусмысленность что иначе существовало бы.[47] Хотя идея заключает в себе основную концепцию вмешательство через свертка (ptycho) и трансляционной инвариантности, кристаллическая ptychography не может использоваться для визуализации непрерывный объектов, потому что очень много (до миллионов) лучей мешают одновременно, и поэтому разности фаз неразлучны. Хоппе отказался от своей концепции птихографии в 1973 году.

Развитие методов инверсии

Между 1989 и 2007 гг. Роденбург и соавторы разработали различные методы инверсии для общей проблемы фазографической визуализации, включая Вигнер-распределение деконволюция (WDD),[3] SSB,[11] Пирог' итерационный метод[4] (предшественник алгоритма ePIE[8]), демонстрируя доказательство принципов на различных длинах волн.[11][48][49] Чепмен использовал метод инверсии WDD, чтобы продемонстрировать первую реализацию рентгеновский снимок птихография в 1996 году.[50] Малость компьютеры и плохое качество детекторы в то время можно объяснить тот факт, что птихография вначале не использовалась другими работниками.

Общее восприятие

Широкий интерес к птихографии начался только после первой демонстрации итеративный фазовый поиск рентгеновский снимок птихография в 2007 г. Швейцарский источник света (SLS).[49] Прогресс в Длины волн рентгеновского излучения тогда был быстр. К 2010 г. SLS разработал рентгеновский снимок птихо-томография,[24] теперь основное применение техники. Тибо, также работающий в SLS, разработал Алгоритм итеративной инверсии карты отличий DM и смешанная птихография.[7][27] С 2010 года несколько групп разработали возможности птихографии для характеристики и улучшения отражающий [51] и преломляющий Рентгеновская оптика.[52][53] Птихография Брэгга для измерения напряжение в кристаллы, был продемонстрирован Грушкевичем в 2012 году.[16] В 2012 году также было показано, что электрон Психография может улучшить разрешающая способность из электронная линза в пять раз,[54] метод, который недавно использовался для обеспечения максимальной разрешающая способность изображение передачи никогда не получалось.[25] Реальное пространство световая пихография стала доступной в коммерческая система за визуализация живых клеток в 2013.[22] Фурье-птихография с помощью итерационные методы также был продемонстрирован Zheng et. al.[14] в 2013 году, область, которая быстро растет. Группа Маргарет Мурнэйн и Генри Каптейна в JILA, CU Boulder продемонстрировала EUV отражение психографическое изображение в 2014 г.[17]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Роденбург, Джон; Дева, Эндрю (2019), Хоукс, Питер В .; Спенс, Джон К. Х. (ред.), "Птихография", Справочник Springer по микроскопии, Springer International Publishing, стр. 2, Дои:10.1007/978-3-030-00069-1_17, ISBN  978-3-030-00068-4
  2. ^ Hegerl, R .; Хоппе, В. (1970). "Dynamische Theorie der Kristallstrukturanalyse durch Elektronenbeugung im inhomogenen Primärstrahlwellenfeld". Berichte der Bunsengesellschaft für Physikalische Chemie. 74 (11): 1148–1154. Дои:10.1002 / bbpc.19700741112.
  3. ^ а б c Роденбург Дж., Бейтс Р.Х. (15 июня 1992 г.). "Теория электронной микроскопии сверхвысокого разрешения через деконволюцию распределения Вигнера". Фил. Пер. R. Soc. Лондон. А. 339 (1655): 521–553. Bibcode:1992RSPTA.339..521R. Дои:10.1098 / Рста.1992.0050. S2CID  123384269.
  4. ^ а б Роденбург Дж. М., Фолкнер Х. М. (15 ноября 2004 г.). «Алгоритм восстановления фазы для сдвига освещения». Письма по прикладной физике. 85 (20): 4795–4797. Bibcode:2004АпФЛ..85.4795Р. Дои:10.1063/1.1823034.
  5. ^ Guizar-Sicairos M, Fienup JR (12 мая 2008 г.). «Восстановление фазы с поперечным переносом разнесения: нелинейный подход к оптимизации». Оптика Экспресс. 16 (10): 7264–7278. Bibcode:2008OExpr..16.7264G. Дои:10.1364 / OE.16.007264. PMID  18545432.
  6. ^ Тибо П., Дьерольф М., Мензель А., Бунк О, Дэвид С., Пфайфер Ф. (июль 2008 г.). «Сканирующая рентгеновская дифракционная микроскопия высокого разрешения». Наука. 321 (5887): 379–82. Bibcode:2008Sci ... 321..379T. Дои:10.1126 / science.1158573. PMID  18635796. S2CID  30125688.
  7. ^ а б c d Тибо П., Дьерольф М., Бунк О, Мензель А., Пфайффер Ф (март 2009 г.). «Поиск зонда в психографической когерентной дифракционной визуализации». Ультрамикроскопия. 109 (4): 338–43. Дои:10.1016 / j.ultramic.2008.12.011. PMID  19201540.
  8. ^ а б c Maiden AM, Роденбург JM (сентябрь 2009 г.). «Усовершенствованный алгоритм поиска фазовой фазы для дифракционной визуализации». Ультрамикроскопия. 109 (10): 1256–62. Дои:10.1016 / j.ultramic.2009.05.012. PMID  19541420.
  9. ^ Эндерс Б., Тибо П. (декабрь 2016 г.). «Вычислительная основа для психографических реконструкций». Труды Королевского общества A: математические, физические и инженерные науки. 472 (2196): 20160640. Bibcode:2016RSPSA.47260640E. Дои:10.1098 / rspa.2016.0640. ЧВК  5247528. PMID  28119552.
  10. ^ а б Роденбург Дж. М., Hurst AC, Cullis AG (февраль 2007 г.). «Просвечивающая микроскопия без линз для объектов неограниченного размера». Ультрамикроскопия. 107 (2–3): 227–31. Дои:10.1016 / j.ultramic.2006.07.007. PMID  16959428.
  11. ^ а б c Роденбург, J.M .; McCallum, B.C .; Неллист, П. (Март 1993 г.). «Экспериментальные испытания когерентного изображения с двойным разрешением с помощью STEM». Ультрамикроскопия. 48 (3): 304–314. Дои:10.1016/0304-3991(93)90105-7. ISSN  0304-3991.
  12. ^ а б Ян, H .; Rutte, R.N .; Jones, L .; Simson, M .; Sagawa, R .; Ryll, H .; Huth, M .; Pennycook, T. J .; Грин, M.L.H. (26 августа 2016 г.). «Одновременная электронная фтихография с атомным разрешением и Z-контрастное изображение легких и тяжелых элементов в сложных наноструктурах». Nature Communications. 7: 12532. Bibcode:2016НатКо ... 712532Y. Дои:10.1038 / ncomms12532. ISSN  2041-1723. ЧВК  5007440. PMID  27561914.
  13. ^ а б Stockmar M, Cloetens P, Zanette I, Enders B, Dierolf M, Pfeiffer F, Thibault P (31 мая 2013 г.). «Психография ближнего поля: восстановление фазы для встроенной голографии с использованием структурированного освещения». Научные отчеты. 3 (1): 1927. Bibcode:2013НатСР ... 3Э1927С. Дои:10.1038 / srep01927. ЧВК  3668322. PMID  23722622.
  14. ^ а б Чжэн, Гоань; Хорстмейер, Рорк; Ян, Чанхуэй (28 июля 2013 г.). «Широкопольная фурье-психологическая микроскопия высокого разрешения». Природа Фотоника. 7 (9): 739–745. arXiv:1405.0226. Bibcode:2013НаФо ... 7..739Z. Дои:10.1038 / nphoton.2013.187. ISSN  1749-4885. ЧВК  4169052. PMID  25243016.
  15. ^ Дева, А. М .; Сарахан, М. С .; Stagg, M.D .; Schramm, S.M .; Хамфри, М. Дж. (1 октября 2015 г.). «Количественная электронно-фазовая визуализация с высокой чувствительностью и неограниченным полем обзора». Научные отчеты. 5: 14690. Bibcode:2015НатСР ... 514690М. Дои:10.1038 / srep14690. ISSN  2045-2322. ЧВК  4589788. PMID  26423558.
  16. ^ а б Hruszkewycz, S. O .; Holt, M. V .; Murray, C.E .; Bruley, J .; Holt, J .; Tripathi, A .; Шпырко, О.Г .; McNulty, I .; Хайленд, М. Дж. (26 сентября 2012 г.). "Количественное наноразмерное отображение искажений решетки в эпитаксиальных полупроводниковых гетероструктурах с использованием нанофокусированной рентгеновской брэгговской проекционной птихографии". Нано буквы. 12 (10): 5148–5154. Bibcode:2012NanoL..12.5148H. Дои:10.1021 / nl303201w. ISSN  1530-6984. PMID  22998744.
  17. ^ а б Сиберг, Мэтью Д.; Чжан, Бошэн; Гарднер, Деннис Ф .; Shanblatt, Elisabeth R .; Murnane, Margaret M .; Каптейн, Генри С .; Адамс, Дэниел Э. (22 июля 2014 г.). «Настольная нанометровая визуализация в крайнем ультрафиолете в режиме расширенного отражения с использованием когерентной птихографии Френеля». Optica. 1 (1): 39–44. arXiv:1312.2049. Дои:10.1364 / OPTICA.1.000039. ISSN  2334-2536. S2CID  10577107.
  18. ^ Ферран, Патрик; Аллен, Марк; Чамар, Вирджиния (15 ноября 2015 г.). «Птихография в анизотропных средах» (PDF). Письма об оптике. 40 (22): 5144–5147. Bibcode:2015OptL ... 40.5144F. Дои:10.1364 / OL.40.005144. ISSN  1539-4794. PMID  26565820.
  19. ^ Джонс, Р. Кларк (1 июля 1941 г.). "Новое исчисление для обработки оптических систем I. Описание и обсуждение исчисления". JOSA. 31 (7): 488–493. Дои:10.1364 / JOSA.31.000488.
  20. ^ а б Ферран, Патрик; Барони, Артур; Аллен, Марк; Шамар, Вирджиния (15 февраля 2018 г.). «Количественное отображение свойств анизотропного материала с помощью векторной птихографии». Письма об оптике. 43 (4): 763–766. arXiv:1712.00260. Bibcode:2018OptL ... 43..763F. Дои:10.1364 / OL.43.000763. ISSN  1539-4794. PMID  29443988. S2CID  3433117.
  21. ^ Барони, Артур; Аллен, Марк; Ли, Пэн; Чамар, Вирджиния; Ферран, Патрик (18 марта 2019 г.). «Совместная оценка объекта и зондов в векторной птихографии» (PDF). Оптика Экспресс. 27 (6): 8143–8152. Bibcode:2019OExpr..27.8143B. Дои:10.1364 / OE.27.008143. ISSN  1094-4087. PMID  31052637.
  22. ^ а б Маррисон Дж., Рэти Л., Марриотт П., О'Тул П. (6 августа 2013 г.). «Птихография - метод высококонтрастной визуализации живых клеток без метки с использованием количественной информации о фазе». Научные отчеты. 3 (1): 2369. Bibcode:2013НатСР ... 3Э2369М. Дои:10.1038 / srep02369. ЧВК  3734479. PMID  23917865.
  23. ^ Ян Х, Макларен И., Джонс Л., Мартинес Г. Т., Симсон М., Хут М., Рилл Х, Солтау Х, Сагава Р., Кондо Ю., Офус С., Эрсиус П., Джин Л., Ковач А., Неллист П. Д. (сентябрь 2017 г.). «Электронно-психографическая фазовая визуализация легких элементов в кристаллических материалах с использованием деконволюции распределения Вигнера». Ультрамикроскопия. 180: 173–179. Дои:10.1016 / j.ultramic.2017.02.006. PMID  28434783.
  24. ^ а б c Дьерольф М., Мензель А., Тибо П., Шнайдер П., Кьюиш С. М., Вепф Р., Бунк О, Пфайфер Ф. (сентябрь 2010 г.). «Птихографическая рентгеновская компьютерная томография в наномасштабе». Природа. 467 (7314): 436–9. Bibcode:2010Натура.467..436D. Дои:10.1038 / природа09419. PMID  20864997. S2CID  2449015.
  25. ^ а б c Цзян И, Чен З, Хан И, Деб П., Гао Х, Се С., Пурохит П., Тейт М. В., Пак Дж., Грюнер С. М., Эльзер В., Мюллер Д. А. (июль 2018 г.). «Электронная птихография 2D материалов с глубоким субангстремовым разрешением». Природа. 559 (7714): 343–349. Bibcode:2018Натура.559..343J. Дои:10.1038 / s41586-018-0298-5. PMID  30022131. S2CID  49865457.
  26. ^ Неллист П., Маккаллум Б., Роденбург Дж. М. (апрель 1995 г.). «Разрешение за« информационным пределом »в просвечивающей электронной микроскопии». Природа. 374 (6523): 630–632. Bibcode:1995Натура 374..630Н. Дои:10.1038 / 374630a0. S2CID  4330017.
  27. ^ а б Тибо П., Мензель А. (февраль 2013 г.). «Восстановление смесей состояний по дифракционным измерениям». Природа. 494 (7435): 68–71. Bibcode:2013Натура 494 ... 68 т. Дои:10.1038 / природа11806. PMID  23389541. S2CID  4424305.
  28. ^ McCallum BC, Rodenburg JM (1 февраля 1993 г.). «Одновременное восстановление объектных и апертурных функций по множественным измерениям интенсивности в дальней зоне». JOSA A. 10 (2): 231–239. Bibcode:1993JOSAA..10..231M. Дои:10.1364 / JOSAA.10.000231.
  29. ^ Мэйден AM, Хамфри MJ, Роденбург JM (август 2012 г.). «Птихографическая просвечивающая микроскопия в трех измерениях с использованием многосрезового подхода». Журнал Оптического общества Америки A. 29 (8): 1606–14. Bibcode:2012JOSAA..29.1606M. Дои:10.1364 / JOSAA.29.001606. PMID  23201876.
  30. ^ Тибо П., Гисар-Сикаирос М (2012). «Уточнение с максимальной вероятностью для когерентной дифракционной визуализации». Новый журнал физики. 14 (6): 063004. Bibcode:2012NJPh ... 14f3004T. Дои:10.1088/1367-2630/14/6/063004.
  31. ^ Чепмен Х.Н. (сентябрь 2010 г.). «Микроскопия: новый этап в рентгеновской визуализации». Природа. 467 (7314): 409–10. Bibcode:2010 Натур.467..409C. Дои:10.1038 / 467409a. PMID  20864990. S2CID  205058970.
  32. ^ «Птихография». www6.slac.stanford.edu. Получено 29 июля 2018.
  33. ^ Чен, Бо; Гуисар-Сикаирос, Мануэль; Сюн, банда; Шемилт, Лаура; Диас, Ана; Наттер, Джон; Бурде, Николас; Хо, Суго; Манкузо, Джоэл (31 января 2013 г.). «Анализ трехмерной структуры и перколяционные свойства барьерного морского покрытия». Научные отчеты. 3 (1): 1177. Bibcode:2013НатСР ... 3E1177C. Дои:10.1038 / srep01177. ISSN  2045-2322. ЧВК  3558722. PMID  23378910.
  34. ^ Шапиро, Дэвид А .; Ю, Янг-Санг; Тылищак, Толек; Кабана, Хорди; Селестра, Рич; Чао, Вэйлун; Казначеев, Константин; Килкойн, А. Л. Дэвид; Майя, Филипе (7 сентября 2014 г.). «Картирование химического состава с нанометровым разрешением с помощью мягкой рентгеновской микроскопии». Природа Фотоника. 8 (10): 765–769. Bibcode:2014НаФо ... 8..765С. Дои:10.1038 / nphoton.2014.207. ISSN  1749-4885.
  35. ^ Педерсен, EBL; Ангмо, Д; Плотина, ВЧ; Thydén, KTS; Андерсен, TR; Skjønsfjell, ETB; Кребс, ФК; Холлер, М; Диаз, А; Guizar-Sicairos, M; Брейби, DW; Андреасен, JW (июль 2015 г.). «Улучшение органических тандемных солнечных элементов на основе наночастиц, обработанных водой, с помощью количественной трехмерной наноизображения». Наномасштаб. 7 (32): 13765–13774. Дои:10.1039 / C5NR02824H. ISSN  2040-3372. PMID  26220159.
  36. ^ Бё Флёйстад, Йостейн; Скьёнсфьелл, Эйрик Торбьёрн Баккен; Гуисар-Сикаирос, Мануэль; Хёйдалсвик, Кристин; Он, Цзяньин; Андреасен, Йенс Венцель; Чжан, Чжилян; Брейби, Даг Вернер (10 февраля 2015 г.). «Количественная трехмерная рентгеновская визуализация уплотнения, расслоения и разрушения микрокомпозита при сжатии» (PDF). Передовые инженерные материалы (Представлена ​​рукопись). 17 (4): 545–553. Дои:10.1002 / adem.201400443. ISSN  1438-1656.
  37. ^ Wilts BD, Sheng X, Holler M, Diaz A, Guizar-Sicairos M, Raabe J, Hoppe R, Liu SH, Langford R, Onelli OD, Chen D, Torquato S, Steiner U, Schroer CG, Vignolini S, Sepe A ( Май 2018 г.). «Эволюционно оптимизированная структура фотонной сети в чешуях крыла белого жука». Современные материалы. 30 (19): e1702057. Дои:10.1002 / adma.201702057. PMID  28640543.
  38. ^ Патил, Н; Skjønsfjell, ETB; Ван ден Бранде, N; Чавес Пандуро, EA; Claessens, R; Guizar-Sicairos, M; Ван Мел, Б; Брейби, DW (июль 2016 г.). «Рентгеновская наноскопия объемного гетероперехода». PLOS ONE. 11 (7): e0158345. Bibcode:2016PLoSO..1158345P. Дои:10.1371 / journal.pone.0158345. ISSN  1932-6203. ЧВК  4930208. PMID  27367796.
  39. ^ Каспрович, Ричард; Суман, Ракеш; О’Тул, Питер (март 2017 г.). «Характеристика поведения живых клеток: традиционные подходы без меток и количественной фазовой визуализации». Международный журнал биохимии и клеточной биологии. 84: 89–95. Дои:10.1016 / j.biocel.2017.01.004. ISSN  1357-2725. PMID  28111333.
  40. ^ Wogan T (26 июля 2018 г.). «Электронные изображения достигают рекордного разрешения». Мир физики. 31 (9): 5. Bibcode:2018PhyW ... 31i ... 5 Вт. Дои:10.1088/2058-7058/31/9/8. Получено 27 июля 2018.
  41. ^ Чжан, Бошэн; Гарднер, Деннис Ф .; Сиберг, Мэтью Д.; Shanblatt, Elisabeth R .; Каптейн, Генри С .; Murnane, Margaret M .; Адамс, Дэниел Э. (ноябрь 2015 г.). «Высококонтрастное трехмерное изображение поверхностей, близких к пределу длины волны, с использованием настольной EUV-птихографии». Ультрамикроскопия. 158: 98–104. Дои:10.1016 / j.ultramic.2015.07.006. ISSN  0304-3991. PMID  26233823.
  42. ^ Холлер, Мирко; Гуисар-Сикаирос, Мануэль; Tsai, Esther H. R .; Динаполи, Роберто; Мюллер, Элизабет; Бунк, Оливер; Раабе, Йорг; Эппли, Габриэль (март 2017 г.). «Неразрушающее трехмерное изображение интегральных схем с высоким разрешением». Природа. 543 (7645): 402–406. Bibcode:2017Натура.543..402H. Дои:10.1038 / природа21698. ISSN  0028-0836. PMID  28300088. S2CID  4448836.
  43. ^ Хилл, Меган О .; Кальво-Алмазан, Ирэн; Аллен, Марк; Холт, Мартин V .; Ульвестад, Эндрю; Треу, Джулиан; Кобльмюллер, Грегор; Хуанг, Чуньи; Хуан, Сяоцзин (24 января 2018 г.). «Измерение трехмерной деформации и структурных дефектов в одиночной нанопроволоке InGaAs с помощью когерентной рентгеновской многоугольной брэгговской проекционной птихографии» (PDF). Нано буквы. 18 (2): 811–819. Bibcode:2018NanoL..18..811H. Дои:10.1021 / acs.nanolett.7b04024. ISSN  1530-6984. PMID  29345956.
  44. ^ Эндерс Б., Тибо П. (декабрь 2016 г.). «Вычислительная основа для психографических реконструкций». Труды Королевского общества A: математические, физические и инженерные науки. 472 (2196): 20160640. Bibcode:2016RSPSA.47260640E. Дои:10.1098 / rspa.2016.0640. ЧВК  5247528. PMID  28119552.
  45. ^ Hegerl, R .; Хоппе, В. (ноябрь 1970 г.). "Dynamische Theorie der Kristallstrukturanalyse durch Elektronenbeugung im inhomogenen Primärstrahlwellenfeld". Berichte der Bunsengesellschaft für Physikalische Chemie (на немецком). 74 (11): 1148–1154. Дои:10.1002 / bbpc.19700741112. ISSN  0005-9021.
  46. ^ Хоппе, В. (1969). "Beugung im inhomogenen Primärstrahlwellenfeld. I. Prinzip einer Phasenmessung von Elektronenbeungungsinterferenzen". Acta Crystallographica Раздел A. 25 (4): 495–501. Bibcode:1969AcCrA..25..495H. Дои:10.1107 / S0567739469001045.
  47. ^ Роденбург JM (2008). «Птихография и связанные с ней методы дифракционной визуализации». Достижения в области визуализации и электронной физики. Достижения в области визуализации и электронной физики. 150. Эльзевир. С. 87–184. Дои:10.1016 / с 1076-5670 (07) 00003-1. ISBN  9780123742179.
  48. ^ Friedman, S.L .; Роденбург, Дж. М. (1992). «Оптическая демонстрация нового принципа микроскопии дальнего поля». Журнал физики D: Прикладная физика. 25 (2): 147. Bibcode:1992JPhD ... 25..147F. Дои:10.1088/0022-3727/25/2/003. ISSN  0022-3727.
  49. ^ а б Роденбург, Дж. М .; Hurst, A.C .; Cullis, A. G .; Dobson, B.R .; Pfeiffer, F .; Bunk, O .; Дэвид, С .; Ефимовы, К .; Джонсон, И. (18 января 2007 г.). "Жесткое рентгеновское изображение протяженных объектов без линз". Письма с физическими проверками. 98 (3): 034801. Bibcode:2007PhRvL..98c4801R. Дои:10.1103 / PhysRevLett.98.034801. PMID  17358687.
  50. ^ Чепмен, Генри Н. (декабрь 1996 г.). "Рентгеновская микроскопия с восстановлением фазы методом деконволюции распределения Вигнера". Ультрамикроскопия. 66 (3–4): 153–172. Дои:10.1016 / с0304-3991 (96) 00084-8. ISSN  0304-3991.
  51. ^ Kewish, C.M .; Thibault, P .; Dierolf, M .; Bunk, O .; Menzel, A .; Vila-Comamala, J .; Ефимовы, К .; Пфайфер, Ф. (январь 2010 г.). «Птихографическая характеристика волнового поля в фокусе отражающей жесткой рентгеновской оптики». Ультрамикроскопия. 110 (4): 325–329. Дои:10.1016 / j.ultramic.2010.01.004. ISSN  0304-3991. PMID  20116927.
  52. ^ Schropp, A .; Boye, P .; Feldkamp, ​​J.M .; Hoppe, R .; Patommel, J .; Samberg, D .; Стефан, С .; Giewekemeyer, K .; Уилке, Р. Н. (март 2010 г.). «Жесткая рентгеновская характеристика нанопучка с помощью когерентной дифракционной микроскопии». Письма по прикладной физике. 96 (9): 091102. Bibcode:2010ApPhL..96i1102S. Дои:10.1063/1.3332591. ISSN  0003-6951.
  53. ^ Guizar-Sicairos, M .; Narayanan, S .; Stein, A .; Metzier, M .; Sandy, A.R .; Fienup, J.R .; Эванс-Латтеродт, К. (март 2011 г.). «Измерение аберраций волнового фронта жестких рентгеновских линз с использованием фазового восстановления». Письма по прикладной физике. 98 (11): 111108. Дои:10.1063/1.3558914. ISSN  0003-6951.
  54. ^ Хамфри MJ, Kraus B, Hurst AC, Maiden AM, Rodenburg JM (март 2012 г.). «Птихографическая электронная микроскопия с использованием высокоуглового рассеяния темного поля для получения изображений с субнанометровым разрешением». Nature Communications. 3 (370): 730. Bibcode:2012 НатКо ... 3..730 ч. Дои:10.1038 / ncomms1733. ЧВК  3316878. PMID  22395621.