近いところでも、遠いところでも、どこにいても：ホログラフィックコヒーレントイメージングとプチコヒーレントイメージングの線量効率のシミュレーション

Near, far, wherever you are: simulations on the dose efficiency of holographic and ptychographic coherent imaging.

• Ming Du
• Doǧa Gürsoy
• Chris Jacobsen

抄録

X線顕微鏡における様々な研究では、試料の下流側の近場(フレネル領域)と遠場(フラウンホーファー領域)の強度分布を記録するイメージングモードの線量効率について、相反する結論が出ている。近場ホログラフィー,近場プチコグラフィー,遠場プチコグラフィーの線量効率について数値的な研究を行った。これまでに報告されているコヒーレント回折イメージングでは、単一の遠方視野回折パターンを記録するのとは異なり、同じフルエンスの試料を用いた場合には、3つの方法とも同様の画質が得られ、遠方視野プチコグラフィーの方がわずかに優れた空間分解能と低い平均誤差が得られることがわかった。これらの結果は、（実験と画像再構成が適切に行われていれば）試料は近くても遠くてもよいという概念を裏付けるもので、どこにいても、試料上の光子フルエンスが空間分解能の限界を設定しています。

Different studies in X-ray microscopy have arrived at conflicting conclusions about the dose efficiency of imaging modes involving the recording of intensity distributions in the near (Fresnel regime) or far (Fraunhofer regime) field downstream of a specimen. A numerical study is presented on the dose efficiency of near-field holography, near-field ptychography and far-field ptychography, where ptychography involves multiple overlapping finite-sized illumination positions. Unlike what has been reported for coherent diffraction imaging, which involves recording a single far-field diffraction pattern, it is found that all three methods offer similar image quality when using the same fluence on the specimen, with far-field ptychography offering slightly better spatial resolution and a lower mean error. These results support the concept that (if the experiment and image reconstruction are done properly) the sample can be near or far; wherever you are, photon fluence on the specimen sets one limit to spatial resolution.

© Ming Du et al. 2020.