焦点话题。FXE 。已解决,但要做得更好

2026年4月20日

随着工业零部件尺寸的不断缩小,X射线检测对于在从材料科学到电子元器件失效分析再到生物样本等广泛应用领域中检测微观缺陷至关重要。 与此同时,尽可能快速地获取高质量数据,以便用户能将更多时间用于数据分析和提炼可操作的见解,这一点同样至关重要。这需要高功率的X射线输出以及稳定、高分辨率的X射线束。FXE-160 Nano CT凭借其外部冷却技术和更高分辨率,可在广泛的实验室应用中快速检测亚微米级缺陷。

分辨率提升

通过提高FXE-160 Nano CT模块的极限分辨率,该设备在使用高功率靶时,现已能够达到0.7 µm的分辨率。图1展示了一张标准掩模样品的典型图像,其中0.7 µm的结构被清晰地分辨出来。垂直和水平结构均以高对比度被同时清晰分辨。

注:要实现如此高的分辨率,还需要对整个成像链进行优化,例如选择合适的光学放大倍率和探测器特性。这是集成商的责任。

每种聚焦模式的最大功率密度也有所提高。这意味着在提升分辨率的同时,功率并未受到任何影响。因此,可以在与之前相同的成像速度下分辨出更精细的细节。  

在高功率模式下,目标功率最高可达15 W,分辨率可达2.8 µm。在微焦点 模式下,目标功率最高可达10 W,分辨率可达1.8 µm。最后,在纳米焦点 模式下,使用高功率靶时,目标功率最高可达1.6 W,可实现的最高分辨率为0.7 µm。

 

“每种聚焦模式的最大功率密度也有所提高。这意味着在提升分辨率的同时,功率方面并未做出任何妥协。”

克里斯托弗·尼科尔森,产品经理

 

图1.FXE 160 nano CT 清晰地分辨出了 0.7 µm 的结构。

可靠的稳定性

要充分发挥FXE 160 Nano CT更高的分辨率性能,最佳方案是配合使用外部冷却选项,该选项可提供出色的焦斑稳定性。高度稳定的焦斑对于长期成像测量至关重要,特别是在极高分辨率下,或利用3D断层成像生成详细重建图像时。冷却功能还能使电子管在长时间连续运行时不会过热。

为了突出外部冷却对成像性能的益处,我们测量了X射线焦斑位置随时间的变化。我们使用FXE 160 nano和FXE 160 nano CT模块,在微焦点 模式下对测量结果进行了比较。从图3a中可以立即看出,带冷却和不带冷却的X射线管之间存在明显差异。 

这些圆的直径代表了相应时间点上焦斑漂移的空间范围,不同颜色表示不同的时间点。

冷却管可显著减少光斑漂移,在经历30分钟的训管 后,1小时内的总漂移量仅为2 µm。相比之下,未冷却管在同一时间段内的漂移值为18 µm。

X射线光斑位置稳定性提高所带来的优势,在图3b和3c所示的测试图像中显而易见。通过采用冷却措施,由于焦斑位移减小,因此能够分辨出更小的细节(紫色箭头所指)。即使对于10 µm的大尺寸细节(红色矩形所指),其对比度也显著提高。

FXE-160 Nano CT 现已具备 0.7 µm 的更高分辨率、更高的功率密度以及更优的焦斑稳定性。 

图2. 使用高功率靶时,不同工作模式下的分辨率和可用功率。较粗的彩色线表示120-160 kV范围内的行为,较细的彩色线表示60 kV时的行为。
a)
b) 带散热套件
c) 不带散热套件

图3. 冷却效果对比结果

a)FXE 160 nano(左)与带冷却功能的FXE 160 nano CT模块(右)的漂移测量结果。
b) 使用
c) 未使用冷却套件时获得的测试图像,显示出冷却后性能显著提升。

改进版FXE-160 Nano CT的优势包括:

  • 实现更精细的细节检测:采用高功率靶(HPT)可达到0.7 µm的分辨率,从而提高了微小特征成像的精度。
  • 快速处理样本:所有工作模式下功率密度的提升,可实现快速、高质量的成像。
  • 减少误差并提高一致性:焦斑稳定性的提升有助于实现可靠的成像,特别是在长时间或高分辨率成像时。

无论您是在进行亚微米级检测,还是在挑战成像极限,我们都随时准备为您提供支持。
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