We report on the experimental realization of propagation-based x-ray microscopy with laboratory sources equipped with waveguides. We discuss about the experimental setup, the fabrication steps, and the characterization procedures of the waveguide optics. We demonstrate that the system enables high resolution attenuation imaging of poorly absorbing biological specimens. Furthermore, we report the successful realization of propagation-based phase contrast x-ray microscopy, enabling quantitative thickness estimation in homogeneous objects. Advantages and major limitations of the experimental scheme are presented and discussed.

1.
S. C.
Mayo
,
P. R.
Miller
,
S. W.
Wilkins
,
T. J.
Davis
,
D.
Gao
,
T. E.
Gureyev
,
D.
Paganin
,
D. J.
Parry
,
A.
Pogany
, and
A. W.
Stevenson
,
J. Microsc.
207
,
79
(
2002
).
2.
D.
Paganin
,
S. C.
Mayo
,
T. E.
Gureyev
,
P. R.
Miller
, and
S. W.
Wilkins
,
J. Microsc.
206
,
33
(
2002
).
3.
S. C.
Mayo
,
T. E.
Gureyev
,
P. R.
Miller
,
D.
Paganin
,
A.
Pogany
,
A. W.
Stevenson
, and
S. W.
Wilkins
,
Opt. Express
11
,
2289
(
2003
).
4.
F.
Pfeiffer
,
T.
Weitkamp
,
O.
Bunk
, and
C.
David
,
Nat. Phys.
2
,
258
(
2006
).
5.
F.
Pfeiffer
,
C.
Kottler
,
O.
Bunk
, and
C.
David
,
Phys. Rev. Lett.
98
,
108105
(
2007
).
6.
D. J.
Vine
,
D. M.
Paganin
,
K. M.
Pavlov
,
J.
Kräußich
,
O.
Wehrhan
,
I.
Uschmann
, and
E.
Förster
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
254110
(
2007
).
7.
I.
Nesch
,
D. P.
Fogarty
,
T.
Tzvetkov
,
B.
Reinhart
,
A. C.
Walus
,
G.
Khelashvili
,
C.
Muehleman
, and
D.
Chapman
,
Rev. Sci. Instrum.
80
,
093702
(
2009
).
8.
W.
Zhou
,
K.
Majidi
, and
J. G.
Brankov
,
Rev. Sci. Instrum.
85
,
085114
(
2014
).
9.
P. R. T.
Munro
,
K.
Ignatyev
,
R. D.
Speller
, and
A.
Olivo
,
Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.
109
,
13922
(
2012
).
10.
D.
Pelliccia
and
D. M.
Paganin
,
Opt. Express
21
,
9308
(
2013
).
11.
A.
Tkachuk
,
F.
Duewer
,
H.
Cui
,
M.
Feser
,
S.
Wang
, and
W.
Yun
,
Z. Kristallogr.
222
,
650
(
2007
).
12.
P.
Stahlhut
,
T.
Ebensperger
,
S.
Zabler
, and
R.
Hanke
,
Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. B
324
,
4
(
2014
).
13.
S.
Lagomarsino
,
A.
Cedola
,
P.
Cloetens
,
S.
Di Fonzo
,
W.
Jark
,
G.
Soullié
, and
C.
Riekel
,
Appl. Phys. Lett.
71
,
2557
(
1997
).
14.
C.
Fuhse
,
C.
Ollinger
, and
T.
Salditt
,
Phys. Rev. Lett.
97
,
254801
(
2006
).
15.
D.
Pelliccia
,
A.
Sorrentino
,
I.
Bukreeva
,
A.
Cedola
,
F.
Scarinci
,
M.
Ilie
,
A. M.
Gerardino
,
M.
Fratini
, and
S.
Lagomarsino
,
Opt. Express
18
,
15998
(
2010
).
16.
C. J.
Blackhall
,
K. S.
Morgan
, and
D.
Pelliccia
,
Opt. Express
22
,
15437
(
2014
).
17.
M.
Bartels
,
M.
Priebe
,
R. N.
Wilke
,
S. P.
Krüger
,
K.
Giewekemeyer
,
S.
Kalbfleisch
,
C.
Olendrowitz
,
M.
Sprung
, and
T.
Salditt
,
Opt. Nanosc.
1
,
10
(
2012
).
18.
M.
Bartels
,
M.
Krenkel
,
J.
Haber
,
R. N.
Wilke
, and
T.
Salditt
,
Phys. Rev. Lett.
114
,
048103
(
2015
).
19.
C.
Bergemann
,
H.
Keymeulen
, and
J. F.
van der Veen
,
Phys. Rev. Lett.
91
,
204801
(
2003
).
20.
D.
Pelliccia
,
I.
Bukreeva
,
M.
Ilie
,
W.
Jark
,
A.
Cedola
,
F.
Scarinci
, and
S.
Lagomarsino
,
Spectrochim. Acta, Part B
62
,
615
(
2007
).
21.
D.
Marcuse
,
Theory of Dielectric Optical Waveguides
(
Academic Press
,
New York
,
1974
).
22.
I.
Bukreeva
,
D.
Pelliccia
,
A.
Cedola
,
F.
Scarinci
,
M.
Ilie
,
C.
Giannini
,
L.
De Caro
, and
S.
Lagomarsino
,
J. Synchrotron Radiat.
17
,
61
(
2010
).
23.
M.
Osterhoff
and
T.
Salditt
,
Opt. Commun.
282
,
3250
(
2009
).
24.
M.
Otendal
,
T.
Tuohimaa
,
U.
Vogt
, and
H. M.
Hertz
,
Rev. Sci. Instrum.
79
,
016102
(
2008
).
25.
H.
Neubauer
,
S.
Hoffmann
,
M.
Kanbach
,
J.
Haber
,
S.
Kalbfleisch
,
S. P.
Krüger
, and
T.
Salditt
,
J. Appl. Phys.
115
,
214305
(
2014
).
26.
D.
Pelliccia
,
A. Y.
Nikulin
,
H. O.
Moser
, and
K. A.
Nugent
,
Opt. Express
19
,
8073
(
2011
).
27.
A.
Kohlstedt
,
S.
Kalbfleisch
,
T.
Salditt
,
M.
Reiche
,
U.
Gösele
,
E.
Lima
, and
P.
Willmott
,
Appl. Phys. A
91
,
7
(
2008
).
28.
D. X.
Balaic
,
K. A.
Nugent
,
Z.
Barnea
,
R.
Garrett
, and
S. W.
Wilkins
,
J. Synchrotron Radiat.
2
,
296
(
1995
).
29.
G.
Hirsch
,
X-ray Spectrom.
32
,
229
(
2003
).
30.
X.
Zeng
,
F.
Duewer
,
M.
Feser
,
C.
Huang
,
A.
Lyon
,
A.
Tkachuk
, and
W.
Yun
,
Appl. Opt.
47
,
2376
(
2008
).
You do not currently have access to this content.