Abstract

We report on a novel condenser for full-field transmission x-ray microscopes that use synchrotron radiation from an undulator source. The condenser produces a Koehler-like homogeneous intensity distribution in the sample plane and eliminates object illumination problems connected with the high degree of spatial coherence in an undulator beam. The optic consists of a large number of small linear diffraction gratings and is therefore relatively easy to manufacture. First imaging experiments with a prototype condenser were successfully performed with the Twinmic x-ray microscope at the Elettra synchrotron facility in Italy.

© 2006 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. J.Susini, D.Joyeux, and F.Polack, eds., X-Ray Microscopy 2002 [J. Phys. IV 104, (2003)].
  2. B. Niemann, D. Rudolph, and G. Schmahl, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. 208, 367 (1982).
    [CrossRef]
  3. W. Meyer-Ilse, H. Medecki, L. Jochum, E. Anderson, D. T. Attwood, C. Magowan, R. L. Balhorn, M. M. Moronne, D. Rudolph, and G. Schmahl, Synchrotron Radiat. News 8, 29 (1995).
    [CrossRef]
  4. B. Niemann, P. Guttmann, S. Rehbein, and C. Knoechel, J. Phys. IV 104, 273 (2003).
  5. P. P. Naulleau, K. A. Goldberg, P. Batson, J. Bokor, P. Denham, and S. Rekawa, Appl. Opt. 42, 820 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. E. DiFabrizio, D. Cojoc, S. Cabrini, M. Altissimo, B. Kaulich, T. Wilhein, J. Susini, and O. Dhez, J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 144, 957 (2005).
    [CrossRef]
  7. B. Kaulich, J. Susini, C. David, E. DiFabrizio, G. R. Morrison, T. Wilhein, J. Thieme, J. Kovac, D. Bacescu, M. Salome, O. Dhez, T. Weitkamp, S. Cabrini, A. Gosperini, P. Charalambous, U. Vogt, M. Podnar, and M. Kiskinova, Synchrotron Radiat. News 16, 49 (2003).
    [CrossRef]

2005

E. DiFabrizio, D. Cojoc, S. Cabrini, M. Altissimo, B. Kaulich, T. Wilhein, J. Susini, and O. Dhez, J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 144, 957 (2005).
[CrossRef]

2003

B. Kaulich, J. Susini, C. David, E. DiFabrizio, G. R. Morrison, T. Wilhein, J. Thieme, J. Kovac, D. Bacescu, M. Salome, O. Dhez, T. Weitkamp, S. Cabrini, A. Gosperini, P. Charalambous, U. Vogt, M. Podnar, and M. Kiskinova, Synchrotron Radiat. News 16, 49 (2003).
[CrossRef]

B. Niemann, P. Guttmann, S. Rehbein, and C. Knoechel, J. Phys. IV 104, 273 (2003).

P. P. Naulleau, K. A. Goldberg, P. Batson, J. Bokor, P. Denham, and S. Rekawa, Appl. Opt. 42, 820 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

1995

W. Meyer-Ilse, H. Medecki, L. Jochum, E. Anderson, D. T. Attwood, C. Magowan, R. L. Balhorn, M. M. Moronne, D. Rudolph, and G. Schmahl, Synchrotron Radiat. News 8, 29 (1995).
[CrossRef]

1982

B. Niemann, D. Rudolph, and G. Schmahl, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. 208, 367 (1982).
[CrossRef]

Altissimo, M.

E. DiFabrizio, D. Cojoc, S. Cabrini, M. Altissimo, B. Kaulich, T. Wilhein, J. Susini, and O. Dhez, J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 144, 957 (2005).
[CrossRef]

Anderson, E.

W. Meyer-Ilse, H. Medecki, L. Jochum, E. Anderson, D. T. Attwood, C. Magowan, R. L. Balhorn, M. M. Moronne, D. Rudolph, and G. Schmahl, Synchrotron Radiat. News 8, 29 (1995).
[CrossRef]

Attwood, D. T.

W. Meyer-Ilse, H. Medecki, L. Jochum, E. Anderson, D. T. Attwood, C. Magowan, R. L. Balhorn, M. M. Moronne, D. Rudolph, and G. Schmahl, Synchrotron Radiat. News 8, 29 (1995).
[CrossRef]

Bacescu, D.

B. Kaulich, J. Susini, C. David, E. DiFabrizio, G. R. Morrison, T. Wilhein, J. Thieme, J. Kovac, D. Bacescu, M. Salome, O. Dhez, T. Weitkamp, S. Cabrini, A. Gosperini, P. Charalambous, U. Vogt, M. Podnar, and M. Kiskinova, Synchrotron Radiat. News 16, 49 (2003).
[CrossRef]

Balhorn, R. L.

W. Meyer-Ilse, H. Medecki, L. Jochum, E. Anderson, D. T. Attwood, C. Magowan, R. L. Balhorn, M. M. Moronne, D. Rudolph, and G. Schmahl, Synchrotron Radiat. News 8, 29 (1995).
[CrossRef]

Batson, P.

Bokor, J.

Cabrini, S.

E. DiFabrizio, D. Cojoc, S. Cabrini, M. Altissimo, B. Kaulich, T. Wilhein, J. Susini, and O. Dhez, J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 144, 957 (2005).
[CrossRef]

B. Kaulich, J. Susini, C. David, E. DiFabrizio, G. R. Morrison, T. Wilhein, J. Thieme, J. Kovac, D. Bacescu, M. Salome, O. Dhez, T. Weitkamp, S. Cabrini, A. Gosperini, P. Charalambous, U. Vogt, M. Podnar, and M. Kiskinova, Synchrotron Radiat. News 16, 49 (2003).
[CrossRef]

Charalambous, P.

B. Kaulich, J. Susini, C. David, E. DiFabrizio, G. R. Morrison, T. Wilhein, J. Thieme, J. Kovac, D. Bacescu, M. Salome, O. Dhez, T. Weitkamp, S. Cabrini, A. Gosperini, P. Charalambous, U. Vogt, M. Podnar, and M. Kiskinova, Synchrotron Radiat. News 16, 49 (2003).
[CrossRef]

Cojoc, D.

E. DiFabrizio, D. Cojoc, S. Cabrini, M. Altissimo, B. Kaulich, T. Wilhein, J. Susini, and O. Dhez, J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 144, 957 (2005).
[CrossRef]

David, C.

B. Kaulich, J. Susini, C. David, E. DiFabrizio, G. R. Morrison, T. Wilhein, J. Thieme, J. Kovac, D. Bacescu, M. Salome, O. Dhez, T. Weitkamp, S. Cabrini, A. Gosperini, P. Charalambous, U. Vogt, M. Podnar, and M. Kiskinova, Synchrotron Radiat. News 16, 49 (2003).
[CrossRef]

Denham, P.

Dhez, O.

E. DiFabrizio, D. Cojoc, S. Cabrini, M. Altissimo, B. Kaulich, T. Wilhein, J. Susini, and O. Dhez, J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 144, 957 (2005).
[CrossRef]

B. Kaulich, J. Susini, C. David, E. DiFabrizio, G. R. Morrison, T. Wilhein, J. Thieme, J. Kovac, D. Bacescu, M. Salome, O. Dhez, T. Weitkamp, S. Cabrini, A. Gosperini, P. Charalambous, U. Vogt, M. Podnar, and M. Kiskinova, Synchrotron Radiat. News 16, 49 (2003).
[CrossRef]

DiFabrizio, E.

E. DiFabrizio, D. Cojoc, S. Cabrini, M. Altissimo, B. Kaulich, T. Wilhein, J. Susini, and O. Dhez, J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 144, 957 (2005).
[CrossRef]

B. Kaulich, J. Susini, C. David, E. DiFabrizio, G. R. Morrison, T. Wilhein, J. Thieme, J. Kovac, D. Bacescu, M. Salome, O. Dhez, T. Weitkamp, S. Cabrini, A. Gosperini, P. Charalambous, U. Vogt, M. Podnar, and M. Kiskinova, Synchrotron Radiat. News 16, 49 (2003).
[CrossRef]

Goldberg, K. A.

Gosperini, A.

B. Kaulich, J. Susini, C. David, E. DiFabrizio, G. R. Morrison, T. Wilhein, J. Thieme, J. Kovac, D. Bacescu, M. Salome, O. Dhez, T. Weitkamp, S. Cabrini, A. Gosperini, P. Charalambous, U. Vogt, M. Podnar, and M. Kiskinova, Synchrotron Radiat. News 16, 49 (2003).
[CrossRef]

Guttmann, P.

B. Niemann, P. Guttmann, S. Rehbein, and C. Knoechel, J. Phys. IV 104, 273 (2003).

Jochum, L.

W. Meyer-Ilse, H. Medecki, L. Jochum, E. Anderson, D. T. Attwood, C. Magowan, R. L. Balhorn, M. M. Moronne, D. Rudolph, and G. Schmahl, Synchrotron Radiat. News 8, 29 (1995).
[CrossRef]

Kaulich, B.

E. DiFabrizio, D. Cojoc, S. Cabrini, M. Altissimo, B. Kaulich, T. Wilhein, J. Susini, and O. Dhez, J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 144, 957 (2005).
[CrossRef]

B. Kaulich, J. Susini, C. David, E. DiFabrizio, G. R. Morrison, T. Wilhein, J. Thieme, J. Kovac, D. Bacescu, M. Salome, O. Dhez, T. Weitkamp, S. Cabrini, A. Gosperini, P. Charalambous, U. Vogt, M. Podnar, and M. Kiskinova, Synchrotron Radiat. News 16, 49 (2003).
[CrossRef]

Kiskinova, M.

B. Kaulich, J. Susini, C. David, E. DiFabrizio, G. R. Morrison, T. Wilhein, J. Thieme, J. Kovac, D. Bacescu, M. Salome, O. Dhez, T. Weitkamp, S. Cabrini, A. Gosperini, P. Charalambous, U. Vogt, M. Podnar, and M. Kiskinova, Synchrotron Radiat. News 16, 49 (2003).
[CrossRef]

Knoechel, C.

B. Niemann, P. Guttmann, S. Rehbein, and C. Knoechel, J. Phys. IV 104, 273 (2003).

Kovac, J.

B. Kaulich, J. Susini, C. David, E. DiFabrizio, G. R. Morrison, T. Wilhein, J. Thieme, J. Kovac, D. Bacescu, M. Salome, O. Dhez, T. Weitkamp, S. Cabrini, A. Gosperini, P. Charalambous, U. Vogt, M. Podnar, and M. Kiskinova, Synchrotron Radiat. News 16, 49 (2003).
[CrossRef]

Magowan, C.

W. Meyer-Ilse, H. Medecki, L. Jochum, E. Anderson, D. T. Attwood, C. Magowan, R. L. Balhorn, M. M. Moronne, D. Rudolph, and G. Schmahl, Synchrotron Radiat. News 8, 29 (1995).
[CrossRef]

Medecki, H.

W. Meyer-Ilse, H. Medecki, L. Jochum, E. Anderson, D. T. Attwood, C. Magowan, R. L. Balhorn, M. M. Moronne, D. Rudolph, and G. Schmahl, Synchrotron Radiat. News 8, 29 (1995).
[CrossRef]

Meyer-Ilse, W.

W. Meyer-Ilse, H. Medecki, L. Jochum, E. Anderson, D. T. Attwood, C. Magowan, R. L. Balhorn, M. M. Moronne, D. Rudolph, and G. Schmahl, Synchrotron Radiat. News 8, 29 (1995).
[CrossRef]

Moronne, M. M.

W. Meyer-Ilse, H. Medecki, L. Jochum, E. Anderson, D. T. Attwood, C. Magowan, R. L. Balhorn, M. M. Moronne, D. Rudolph, and G. Schmahl, Synchrotron Radiat. News 8, 29 (1995).
[CrossRef]

Morrison, G. R.

B. Kaulich, J. Susini, C. David, E. DiFabrizio, G. R. Morrison, T. Wilhein, J. Thieme, J. Kovac, D. Bacescu, M. Salome, O. Dhez, T. Weitkamp, S. Cabrini, A. Gosperini, P. Charalambous, U. Vogt, M. Podnar, and M. Kiskinova, Synchrotron Radiat. News 16, 49 (2003).
[CrossRef]

Naulleau, P. P.

Niemann, B.

B. Niemann, P. Guttmann, S. Rehbein, and C. Knoechel, J. Phys. IV 104, 273 (2003).

B. Niemann, D. Rudolph, and G. Schmahl, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. 208, 367 (1982).
[CrossRef]

Podnar, M.

B. Kaulich, J. Susini, C. David, E. DiFabrizio, G. R. Morrison, T. Wilhein, J. Thieme, J. Kovac, D. Bacescu, M. Salome, O. Dhez, T. Weitkamp, S. Cabrini, A. Gosperini, P. Charalambous, U. Vogt, M. Podnar, and M. Kiskinova, Synchrotron Radiat. News 16, 49 (2003).
[CrossRef]

Rehbein, S.

B. Niemann, P. Guttmann, S. Rehbein, and C. Knoechel, J. Phys. IV 104, 273 (2003).

Rekawa, S.

Rudolph, D.

W. Meyer-Ilse, H. Medecki, L. Jochum, E. Anderson, D. T. Attwood, C. Magowan, R. L. Balhorn, M. M. Moronne, D. Rudolph, and G. Schmahl, Synchrotron Radiat. News 8, 29 (1995).
[CrossRef]

B. Niemann, D. Rudolph, and G. Schmahl, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. 208, 367 (1982).
[CrossRef]

Salome, M.

B. Kaulich, J. Susini, C. David, E. DiFabrizio, G. R. Morrison, T. Wilhein, J. Thieme, J. Kovac, D. Bacescu, M. Salome, O. Dhez, T. Weitkamp, S. Cabrini, A. Gosperini, P. Charalambous, U. Vogt, M. Podnar, and M. Kiskinova, Synchrotron Radiat. News 16, 49 (2003).
[CrossRef]

Schmahl, G.

W. Meyer-Ilse, H. Medecki, L. Jochum, E. Anderson, D. T. Attwood, C. Magowan, R. L. Balhorn, M. M. Moronne, D. Rudolph, and G. Schmahl, Synchrotron Radiat. News 8, 29 (1995).
[CrossRef]

B. Niemann, D. Rudolph, and G. Schmahl, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. 208, 367 (1982).
[CrossRef]

Susini, J.

E. DiFabrizio, D. Cojoc, S. Cabrini, M. Altissimo, B. Kaulich, T. Wilhein, J. Susini, and O. Dhez, J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 144, 957 (2005).
[CrossRef]

B. Kaulich, J. Susini, C. David, E. DiFabrizio, G. R. Morrison, T. Wilhein, J. Thieme, J. Kovac, D. Bacescu, M. Salome, O. Dhez, T. Weitkamp, S. Cabrini, A. Gosperini, P. Charalambous, U. Vogt, M. Podnar, and M. Kiskinova, Synchrotron Radiat. News 16, 49 (2003).
[CrossRef]

Thieme, J.

B. Kaulich, J. Susini, C. David, E. DiFabrizio, G. R. Morrison, T. Wilhein, J. Thieme, J. Kovac, D. Bacescu, M. Salome, O. Dhez, T. Weitkamp, S. Cabrini, A. Gosperini, P. Charalambous, U. Vogt, M. Podnar, and M. Kiskinova, Synchrotron Radiat. News 16, 49 (2003).
[CrossRef]

Vogt, U.

B. Kaulich, J. Susini, C. David, E. DiFabrizio, G. R. Morrison, T. Wilhein, J. Thieme, J. Kovac, D. Bacescu, M. Salome, O. Dhez, T. Weitkamp, S. Cabrini, A. Gosperini, P. Charalambous, U. Vogt, M. Podnar, and M. Kiskinova, Synchrotron Radiat. News 16, 49 (2003).
[CrossRef]

Weitkamp, T.

B. Kaulich, J. Susini, C. David, E. DiFabrizio, G. R. Morrison, T. Wilhein, J. Thieme, J. Kovac, D. Bacescu, M. Salome, O. Dhez, T. Weitkamp, S. Cabrini, A. Gosperini, P. Charalambous, U. Vogt, M. Podnar, and M. Kiskinova, Synchrotron Radiat. News 16, 49 (2003).
[CrossRef]

Wilhein, T.

E. DiFabrizio, D. Cojoc, S. Cabrini, M. Altissimo, B. Kaulich, T. Wilhein, J. Susini, and O. Dhez, J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 144, 957 (2005).
[CrossRef]

B. Kaulich, J. Susini, C. David, E. DiFabrizio, G. R. Morrison, T. Wilhein, J. Thieme, J. Kovac, D. Bacescu, M. Salome, O. Dhez, T. Weitkamp, S. Cabrini, A. Gosperini, P. Charalambous, U. Vogt, M. Podnar, and M. Kiskinova, Synchrotron Radiat. News 16, 49 (2003).
[CrossRef]

Appl. Opt.

J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom.

E. DiFabrizio, D. Cojoc, S. Cabrini, M. Altissimo, B. Kaulich, T. Wilhein, J. Susini, and O. Dhez, J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 144, 957 (2005).
[CrossRef]

J. Phys. IV

B. Niemann, P. Guttmann, S. Rehbein, and C. Knoechel, J. Phys. IV 104, 273 (2003).

Nucl. Instrum. Methods Phys. Res.

B. Niemann, D. Rudolph, and G. Schmahl, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. 208, 367 (1982).
[CrossRef]

Synchrotron Radiat. News

W. Meyer-Ilse, H. Medecki, L. Jochum, E. Anderson, D. T. Attwood, C. Magowan, R. L. Balhorn, M. M. Moronne, D. Rudolph, and G. Schmahl, Synchrotron Radiat. News 8, 29 (1995).
[CrossRef]

B. Kaulich, J. Susini, C. David, E. DiFabrizio, G. R. Morrison, T. Wilhein, J. Thieme, J. Kovac, D. Bacescu, M. Salome, O. Dhez, T. Weitkamp, S. Cabrini, A. Gosperini, P. Charalambous, U. Vogt, M. Podnar, and M. Kiskinova, Synchrotron Radiat. News 16, 49 (2003).
[CrossRef]

Other

J.Susini, D.Joyeux, and F.Polack, eds., X-Ray Microscopy 2002 [J. Phys. IV 104, (2003)].

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (4)

Fig. 1
Fig. 1

Design of the condenser, which consists of many small diffraction gratings.

Fig. 2
Fig. 2

Ray-tracking simulation of the intensity profile in the sample plane produced by the innermost condenser ring. The number of traced rays is 10,000; all rays hitting the condenser are parallel to the optical axis.

Fig. 3
Fig. 3

Experimental arrangement of the Twinmic full-field transmission x-ray microscope. Inset, scanning-electron microscope image of the fabricated condenser.

Fig. 4
Fig. 4

X-ray microscope images of a Siemens star test pattern (smallest feature size, 400 nm period). Left, image obtained without a condenser; strong diffration artifacts are visible. Center, image with a condenser but with interference artifacts present. Right, image with a condenser and with interference artifacts removed by source vibration. No image processing, but dark image subtraction was performed on the data.

Metrics