论文部分内容阅读
同步辐射具有强度高、频谱宽及能量可调等诸多优点，是现代科学研究的重要工具，在生物、环境、新能源等领域有着不可替代的作用。而软X射线谱学显微技术作为一种新的实验研究工具，越来越多的被研究者接受和使用。
本工作首次将超分辨图像重建技术和软X射线谱学显微成像技术结合起来以获得超高分辨率的X射线吸收衬度图像，克服了由于波带片和其他现有硬件设备的限制使光斑很难变得更小的局限，在STXM光束线站现有实验装置条件下提高了图像的空间分辨率。同时，在极限空间分辨的条件下增强光通量也很困难，二者是相互制约的。上海光源软X射线谱学显微线站是上海光源唯一一条采用波荡器作为插入件的处于软X射线波段的实验站，现有条件下的极限分辨率为30nm。若要达到此分辨率，实验中单色光狭缝大小需调节到20um×20um。但是，此时的光通量严重降低，这就限制了要求高光通量和高分辨率的用户实验的进行。而采用亚像素位移的图像序列超分辨重建方法，通过实验验证了即使在大的光通量条件下也能获得高分辨率的图像。
本工作还初步探讨了上海光源STXM实验站低分辨图像序列的采集方法以及重建高分辨图像所需低分辨图像帧数的问题，得出了当亚像素位移之和小于步长时，低分辨图像序列重构出的高分辨图像与原始图像很接近：当亚像素位移之和大于或等于步长时，重构的高分辨图像与原始图像差别较大的重要结论。因此，重构时所选取的低分辨图像的帧数并不是越多越好，而是取决于扫描步长和样品亚像素位移量之间的关系，这对于重建的高分辨图像的质量非常有意义。