(43-6) 20 * << * >> * Русский * English * Содержание * Все выпуски

Исследование устойчивости алгоритма восстановления фазы к отсутствующей информации в центре детектора в случае когерентного рассеяния на упорядоченной структуре

В.А. Уклеев1

1 Лаборатория нейтронного рассеяния и визуализации (LNS), Институт Пола Шеррера (PSI),
 CH-5232 Виллиген, Швейцария

 PDF, 1400 kB

DOI: 10.18287/2412-6179-2019-43-6-1088-1092

Страницы: 1088-1092.

Аннотация:
Гибридный алгоритм ввода-вывода – численный метод восстановления фазы, позволяющий решать задачи когерентной рентгеновской дифракционной микроскопии для получения изображения микро- и нанообъектов в реальном пространстве из картины дифракции рентгеновских лучей без использования фокусирующей оптики. В данной работе исследована применимость данного алгоритма для случая отсутствующей информации в центре дифракционной картины, что является частой проблемой в задачах малоуглового рассеяния. Мы рассмотрели частный случай рассеяния от упорядоченной структуры и провели качественное и количественное описание восстановления изображения при расширении области затенения детектора. Было показано, что с увеличением числа затенённых пикселей разрешение восстановленной картины уменьшается, точные позиции дефектов в упорядоченной структуре и форма частиц могут быть искажены или утеряны.

Ключевые слова:
когерентная дифракционная микроскопия, алгоритм восстановления фазы, малоугловое рассеяние.

Цитирование:
Уклеев, В.А. Исследование устойчивости алгоритма восстановления фазы к отсутствующей информации в центре детектора в случае когерентного рассеяния на упорядоченной структуре / В.А. Уклеев // Компьютерная оптика. – 2019. – Т. 43, № 6. – С. 1088-1092. – DOI: 10.18287/2412-6179-2019-43-6-1088-1092.

Благодарности:
Работа выполнена при поддержке Швейцарского национального фонда научных исследований SNF Sinergia CRSII5-171003 NanoSkyrmionics.

Литература:
  1. Кузнецова, Т.И. О фазовой проблеме в оптике / Т.И. Кузнецова // Успехи физических наук. – 1988. – Т. 154(4). – С. 677-690.
  2. Miao, J. Extending the methodology of X-ray crystallography to allow imaging of micrometre-sized non-crystalline specimens / J. Miao, P. Charalambous, J. Kirz, D. Sayre // Nature. – 1999. – Vol. 400(6742). – P. 342-344.
  3. Robinson, I. On possible extensions of X-ray crystallography through diffraction-pattern oversampling / I. Robinson, R. Harder // Nature Materials. – 2009. – Vol. 8, Issue 4. – P. 291-298.
  4. Miao, J. Extending the methodology of X-ray crystallography to allow imaging of micrometre-sized non-crystalline specimens / J. Miao, D. Sayre // Acta Crystallographica Section A: Foundations of Crystallography. – 2000. – Vol. 56, Issue 6. – P. 596-605.
  5. Fienup, J.R. Phase retrieval algorithms: a comparison / J.R. Fienup // Applied Optics. – 1982. – Vol. 21, Issue 15. – P. 2758-2769.
  6. Marchesini, S. Invited article: A unified evaluation of iterative projection algorithms for phase retrieval / S. Marchesini // Review of Scientific Instruments. – 2007. – Vol. 78, Issue 1. – 011301.
  7. Huang, X. Incorrect support and missing center tolerances of phasing algorithms / X. Huang, J. Nelson, J. Steinbrener, J. Kirz, J.J. Turner, C. Jacobsen // Optics Express. – 2010. – Vol. 18, Issue 25. – P. 26441-26449.
  8. Tripathi, A. Influence of noise and missing data on reconstruction quality in coherent X-ray diffractive imaging / A. Tripathi, O. Shpyrko, I. McNulty, C. Eyberger, B. Lai  // AIP Conference Proceedings. – 2011. – Vol. 1365, Issue 1. – P. 305-308.
  9. He, K. High dynamic range coherent imaging using compressed sensing / K. He, M.K. Sharma, O. Cossairt // Optics Express. – 2015. – Vol. 23, Issue 24. – P. 30904-30916.
  10. Ukleev, V. Coherent resonant soft X-ray scattering study of magnetic textures in FeGe / V. Ukleev, Y. Yamasaki, D. Morikawa, N. Kanazawa, Y. Okamura, H. Nakao, Y. Tokura, T.-H. Arima // Quantum Beam Science. – 2018 – Vol. 2, Issue 1. – 3.
  11. Gulden, J. Coherent X-ray imaging of defects in colloidal crystals / J. Gulden, O.M. Yefanov, A.P. Mancuso, V.V. Abramova, J. Hilhorst, D. Byelov, I. Snigireva, A. Snigirev, A.V. Petukhov, I.A. Vartanyants // Physical Review B. – 2010 – Vol. 81, Issue 22. – 224105.
  12. Ulvestad, A. Identifying defects with guided algorithms in Bragg coherent diffractive imaging / A. Ulvestad, Y. Nashed, G. Beutier, M. Verdier, S.O. Hruszkewycz, M. Dupraz // Scientific Reports. – 2017. – Vol. 7, Issue 1. – 9920.
  13. Shabalin, A.G. Revealing three-dimensional structure of an individual colloidal crystal grain by coherent X-Ray diffractive imaging / A.G. Shabalin, J.-M. Meijer, R. Dronyak, O.M. Yefanov, A. Singer, R.P. Kurta, U. Lorenz, O.Y. Gorobtsov, D. Dzhigaev, S. Kalbfleisch, J. Gulden, A.V. Zozulya, M. Sprung, A.V. Petukhov, I.A. Vartanyants // Physical Review Letters. – 2016. – Vol. 117, Issue 13. – 138002.
  14. Van Heel, M. Fourier shell correlation threshold criteria / M. Van Heel, M. Schatz // Journal of Structural Biology. –2005. – Vol. 151, Issue 3. – P. 250-262.
  15. Строук, Дж. Введение в когерентную оптику и голографию / Дж. Строук; пер. с англ. – Рипол Классик, 1967.
  16. Mancini, G.F. Colloidal crystal order and structure revealed by tabletop extreme ultraviolet scattering and coherent diffractive imaging / G.F. Mancini, R.M. Karl, E.R. Shanblatt, C.S. Bevis, D.F. Gardner, M.D. Tanksalvala, J.L. Russell, D.E. Adams, H.C. Kapteyn, J.V. Badding, T.E. Mallouk, M.M. Murnane // Optics Express. – 2018. – Vol. 26, Issue 9. – P. 11393-11406.
  17. Lazarev, S. Ptychographic X-Ray imaging of colloidal crystals / S. Lazarev, I. Besedin, A.V. Zozulya, J.-M. Meijer, D. Dzhigaev, O.Yu. Gorobtsov, R.P. Kurta, M. Rose, A.G. Shabalin, E.A. Sulyanova, I.A. Zaluzhnyy, A.P. Menushenkov, M. Sprung, A.V. Petukhov, I.A. Vartanyants // Small. – 2018. – Vol. 14, Issue 3. – 1702575.

 

© 2009, IPSI RAS
Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: ko@smr.ru ; тел: +7 (846) 242-41-24 (ответственный секретарь), +7 (846) 332-56-22 (технический редактор), факс: +7 (846) 332-56-20