Des images radiologiques nettes malgré des lentilles imparfaites
Nouvelle méthode de microscopie à rayons X
Markus Osterhoff
Les scientifiques ont utilisé une lentille constituée de couches finement structurées de quelques couches atomiques déposées à partir d'anneaux concentriques sur un fil fin. La lentille, dont le diamètre est inférieur à un cinquantième de millimètre, a ensuite été ajustée entre l'objet à imager et une caméra à rayons X dans le faisceau de rayons X extrêmement brillant et focalisé du synchrotron électronique allemand (DESY) à Hambourg. Sur la caméra, les chercheurs ont reçu trois types de signaux différents qui, ensemble, ont fourni des informations complètes sur la structure de l'objet inconnu, même si les objets n'absorbaient que peu ou pas de rayonnement X. Il ne restait plus qu'à trouver un algorithme approprié pour décoder ces informations et les reconstruire en une image nette. Pour que cette solution fonctionne, il était crucial de mesurer précisément la lentille elle-même, qui était loin d'être parfaite, et de se passer complètement de l'hypothèse qu'elle puisse être idéale. Dans leur première application, les chercheurs ont étudié les nanofils semi-conducteurs, qui présentent un intérêt particulier en tant que nouveaux matériaux pour le photovoltaïque par exemple.
"Ce n'est que grâce à la combinaison de lentilles et de la reconstruction numérique d'image que nous avons pu obtenir une qualité d'image élevée", explique le premier auteur, le Dr Jakob Soltau. "C'est ainsi que nous compensons le fait qu'il est impossible de produire des lentilles à rayons X avec la structure fine et la qualité requises", ajoute le Dr Markus Osterhoff. "En raison de ces difficultés, de nombreux chercheurs s'étaient déjà détournés de l'utilisation de la microscopie à rayons X avec des lentilles et avaient essayé de remplacer complètement les lentilles par des algorithmes. Toutefois, en utilisant à la fois des lentilles et des algorithmes, notre approche combine désormais le meilleur des deux mondes", conclut le professeur Tim Salditt. Un avantage particulier de la nouvelle méthode est que l'objet ne doit pas être scanné, ce qui signifie que les processus microscopiques très rapides dans les matériaux peuvent également être "filmés" en mouvement. De telles expériences sont prévues comme prochaine étape à DESY et au laser européen à rayons X XFEL à Hambourg.
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