在X射線顯微成像研究領(lǐng)域中，隨著科研人員孜孜不倦的創(chuàng)新追求，以及各種成像方法的交叉和迭代，成像方法和手段被細(xì)分為了很多的子類。目前主流的X射線顯微成像方法主要有：全場透視顯微（TXM）、掃描透視顯微（STXM）、相干衍射成像（X-ray CDI）、X射線熒光顯微（XFM）、X射線光譜顯微（XSM）、X射線光電子（能譜）顯微（XPEEM）等。此外，基于這些方法論的交叉借鑒和拓展，結(jié)合同步輻射光源的高品質(zhì)光束，顯微的譜學(xué)和衍射方法也得到了很大的發(fā)展。

但無論實驗技術(shù)如何細(xì)分，前端照明光的調(diào)制、和后端各類光（電）信號的收集和探測，都是實驗中最被關(guān)注和考慮的部分。一般而言，前端照明光通常采用毛細(xì)管、橢球鏡、菲涅爾波帶片（FZP）、負(fù)折射鏡等聚焦光學(xué)組件來獲得照明微束，而后端光學(xué)器件則根據(jù)不同的實驗?zāi)康膩磉x取，主要有FZP、相移環(huán)、光柵等。在眾多的光學(xué)組件中， FZP是為數(shù)不多的，可同時用于聚焦和成像用途的光學(xué)器件。對于20-30nm極高空間分辨要求的應(yīng)用而言，需要FZP的最外環(huán)寬度達(dá)到20-30nm尺度，同時保證一定的厚度，即對FZP的“深寬比”提出了很高的要求。

得益于在微納、精密加工方面多年的技術(shù)積累，日本NTT-AT公司目前可以向廣大科研用戶提供各種規(guī)格的FZP產(chǎn)品及定制服務(wù)。NTT-AT公司的FZP由干法蝕刻的Ta組成，吸收體邊緣銳利，成像缺陷少。同時，基于SiC膜的FZP具有出色的高耐X射線輻射性，能理想地應(yīng)用于X射線顯微鏡、X射線微束聚焦和成像。

目前NTT-AT公司可提供多款FZP標(biāo)準(zhǔn)品，詳細(xì)規(guī)格參數(shù)如下

同時，也可根據(jù)不同的需求提供定制的FZP，如：

1. 高分辨FZP

菲涅耳波帶板（FZP）直徑：250微米，Ta厚度：125納米，最外區(qū)域?qū)挾龋?5納米，膜：SiC 2.0微米

2. 高效率（高深寬比）FZP

菲涅耳波帶板（FZP）直徑：100微米，Ta厚度：2.5微米，最外區(qū)域?qū)挾龋?50納米，膜：SiN 2.0微米

3.  階梯型（多級型）FZP

菲涅耳波帶板（FZP）直徑：100微米，Ta厚度：4.0微米，最外區(qū)域?qū)挾龋?00納米，膜：SiC 2.0微米

NTT-AT公司FZP產(chǎn)品典型應(yīng)用案例

· 離焦投影放大吸收/相襯顯微成像

典型光路如下：

方法特點：

· 高空間分辨

· 高靈敏度

· 視場可調(diào)

· 吸收、相位/相差成像

· 定量相敏方法

· 和傳統(tǒng)顯微光路兼容

小結(jié)：

該顯微方法對輕元素的靈敏度比傳統(tǒng)的吸收襯度顯微方法獲得的靈敏度高約2個數(shù)量級，且很容易將定量相敏模式拓展到普通X射線顯微光路，在生物學(xué)和材料科學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

詳情參見：

W. Yashiro, Y. Takeda, A. Takeuchi, Y. Suzuki, and A. Momose, “Hard-X-Ray Phase-Difference Microscopy Using a Fresnel Zone Plate and a Transmission Grating,” Phys. Rev. Lett. 103, 180801 (2009); 

http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.103.180801

Nobuhito Nango, Shogo Kubota, Akihisa Takeuchi, Yoshio Suzuki, Wataru Yashiro, Atsushi Momose, and Koichi Matsuo, “Talbot-defocus multiscan tomography using the synchrotron X-ray microscope to study the lacuno-canalicular network in mouse bone,” Biomed. Opt. Express 4, 917 (2013);

 http://dx.doi.org/10.1364/BOE.4.000917

· 級聯(lián)FZP實現(xiàn)高能X射線聚焦

典型光路如下：

方法特點：

· 級聯(lián)FZP

· 高能（30keV）聚焦

· 高能（30keV）相移FZP

· 亞微米尺度掃描成像

小結(jié)：

（1） 單片Ta材質(zhì)FZP可作為高能（30keV）相移FZP；

（2） 級聯(lián)Ta材質(zhì)FZP可作為高能（30keV）聚焦；

詳情參見：

Yasushi Kagoshima, Hidekazu Takano, Takahisa Koyama, Yoshiyuki Tsusaka and Akihiko Saikubo, “Tandem-Phase Zone-Plate Optics for High-Energy X-ray Focusing,” Jpn. J. Appl. Phys. 50 022503 (2012); 

http://dx.doi.org/10.1143/JJAP.50.022503

· 基于FZP/毛細(xì)管的M?ssbauer譜儀微區(qū)mapping

典型光路：

方法特點：

· 實驗室M?ssbauer譜儀微區(qū)分析

·  亞微米水平的空間分辨

小結(jié)：

（1） 利用毛細(xì)管和波帶片耦合放射源，實現(xiàn)實驗室M?ssbauer譜儀微區(qū)分析；

（2） 可用于對太陽能電池等器件的亞微米空間分辨的mapping檢測；

詳情參見：

Yutaka Yoshida , Kazuo Hayakawa, Kenichi Yukihira, Masahiro Ichino, Yuki Akiyama, Hiroto Kumabe, Hiroyoshi Soejima, “Development and applications of “M?ssbauer cameras”,” Hyperfine Interact. 198, 23 (2010);

http://dx.doi.org/10.1007/s10751-010-0228-x

· 微區(qū)衍射（納米衍射）

典型光路：

方法特點：

· 激光泵浦- X-ray微束探針

· 時間分辨衍射

· 原位納米衍射

· 納米結(jié)構(gòu)mapping

· 光電子能譜微區(qū)掃描顯微

小結(jié)：

（1） 基于泵浦-探針方式，在同步輻射實現(xiàn)原位時間分辨衍射測量；

（2） 利用波帶片獲得亞微米光束，以掠入射的方式，可實現(xiàn)薄膜樣品的原位納米衍射測量；

（3） 利用波帶片獲得亞微米光束，對納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行mapping，可實現(xiàn)顯微成像和光電子能譜測量；

詳情參見：

Nobuhiro Yasuda, Yoshimitsu Fukuyama, Shigeru Kimura, Kiminori Ito, Yoshihito Tanaka, Hitoshi Osawa, Toshiyuki Matsunaga, Rie Kojima, Kazuya Hisada, Akio Tsuchino, Masahiro Birukawa, Noboru Yamada, Koji Sekiguchi, Kazuhiko Fujiie, Osamu Kawakubo and Masaki Takata, “System of laser pump and synchrotron radiation probe microdiffraction to investigate optical recording process,” Rev. Sci. Instrum. 84, 063902 (2013); 

http://dx.doi.org/10.1063/1.4807858

K. Horiba, Y. Nakamura, N. Nagamura, S. Toyoda, H. Kumigashira, M. Oshima, K. Amemiya, Y. Senba and H. Ohashi, “Scanning photoelectron microscope for nanoscale three-dimensional spatial-resolved electron spectroscopy for chemical analysis,” Rev. Sci. Instrum. 82, 113701 (2011);

http://dx.doi.org/10.1063/1.3657156

Paper lists

Nobuhito Nango, Shogo Kubota, Akihisa Takeuchi, Yoshio Suzuki, Wataru Yashiro, Atsushi Momose, and Koichi Matsuo, “Talbot-defocus multiscan tomography using the synchrotron X-ray microscope to study the lacuno-canalicular network in mouse bone,” Biomed. Opt. Express 4, 917 (2013); 

http://dx.doi.org/10.1364/BOE.4.000917

K. Nogita, H. Yasuda, M. Yoshiya, S.D. McDonald, K. Uesugi, A. Takeuchi, and Y. Suzuki, “The role of trace element segregation in the eutectic modification of hypoeutectic Al–Si alloys,” J. Alloy Compd. 489, 415 (2010)；

 http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2009.09.138

Yasushi Kagoshima, Hidekazu Takano, Takahisa Koyama, Yoshiyuki Tsusaka and Akihiko Saikubo, “Tandem-Phase Zone-Plate Optics for High-Energy X-ray Focusing,” Jpn. J. Appl. Phys. 50 022503 (2012); 

http://dx.doi.org/10.1143/JJAP.50.022503

extreme-ultraviolet scatterometry microscope 

Tetsuo Harada, Yusuke Tanaka, Takeo Watanabe, Hiroo Kinoshita, Youichi Usui and Tsuyoshi Amano, “Phase defect characterization on an extreme-ultraviolet blank mask using microcoherent,” J. Vac. Sci. Technol. B 31, 06F605 (2013); 

http://dx.doi.org/10.1116/1.4826249

Nobuhiro Yasuda, Yoshimitsu Fukuyama, Shigeru Kimura, Kiminori Ito, Yoshihito Tanaka, Hitoshi Osawa, Toshiyuki Matsunaga, Rie Kojima, Kazuya Hisada, Akio Tsuchino, Masahiro Birukawa, Noboru Yamada, Koji Sekiguchi, Kazuhiko Fujiie, Osamu Kawakubo and Masaki Takata, “System of laser pump and synchrotron radiation probe microdiffraction to investigate optical recording process,” Rev. Sci. Instrum. 84, 063902 (2013);

http://dx.doi.org/10.1063/1.4807858

Yoshio Suzuki and Akihisa Takeuchi, “X-ray holographic microscopy with Fresnel zone plate objective lens and double-diamond-prism interferometer,” Jpn. J. Appl. Phys. 53 122501 (2014);

 http://dx.doi.org/10.7567/JJAP.53.122501

Masanori Tomitaa , Munetoshi Maeda, Katsumi Kobayashi and Hideki Matsumoto, “Dose Response of Soft X-Ray-Induced Bystander Cell Killing Affected by p53 Status,” Radiation Res. 179, 200 (2013); 

http://dx.doi.org/10.1667/RR3010.1

W. Yashiro, Y. Takeda, A. Takeuchi, Y. Suzuki, and A. Momose, “Hard-X-Ray Phase-Difference Microscopy Using a Fresnel Zone Plate and a Transmission Grating,” Phys. Rev. Lett. 103, 180801 (2009); 

http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.103.180801

Yutaka Yoshida , Kazuo Hayakawa, Kenichi Yukihira, Masahiro Ichino, Yuki Akiyama, Hiroto Kumabe, Hiroyoshi Soejima, “Development and applications of “M?ssbauer cameras”,” Hyperfine Interact. 198, 23 (2010); 

http://dx.doi.org/10.1007/s10751-010-0228-x

Akihisa Takeuchi, Yasuko Terada, Kentaro Uesugi, Yoshio Suzuki, “Three-dimensional X-ray fluorescence imaging with confocal full-field X-ray microscope,” Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 616, 261 (2010);

http://dx.doi.org/10.1016/j.nima.2009.10.054

K. Horiba, Y. Nakamura, N. Nagamura, S. Toyoda, H. Kumigashira, M. Oshima, K. Amemiya, Y. Senba and H. Ohashi, “Scanning photoelectron microscope for nanoscale three-dimensional spatial-resolved electron spectroscopy for chemical analysis,” Rev. Sci. Instrum. 82, 113701 (2011);

 http://dx.doi.org/10.1063/1.3657156

Tatsuya Kikuzuki, Yuya Shinohara, Yoshinobu Nozue, Kazuki Ito, Yoshiyuki Amemiya, “Determination of lamellar twisting manner in a banded spherulite with scanning microbeam X-ray scattering,” Polymer 51, 1632 (2010); 

http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2010.01.057

Sho Kanzaki, Yasunari Takada, Shumpei Niida, Yoshihiro Takeda, Nobuyuki Udagawa, Kaoru Ogawa, Nobuhito Nango, Atsushi Momose, Koichi Matsuocorrespondenceemail, “Impaired Vibration of Auditory Ossicles in Osteopetrotic Mice,” Am. J. Pathol. 178, 1270 (2011);

 http://dx.doi.org/10.1016/j.ajpath.2010.11.063

Akihisa Takeuchi, Kentaro Uesugi and Yoshio Suzuki, “Three-dimensional phase-contrast X-ray microtomography with scanning–imaging X-ray microscope optics,” J. Synchrotron Rad. 20, 793 (2013);

 http://dx.doi.org/10.1107/S0909049513018876

Akihisa Takeuchi, Yoshio Suzuki and Kentaro Uesugi, “Differential phase contrast X-ray microimaging with scanning-imaging x-ray microscope optics,” Rev. Sci. Instrum. 83, 083701 (2012);

http://dx.doi.org/10.1063/1.4739761