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Röntgengitter justieren

Optische Messanordnung ermöglicht die exakte Ausrichtung von Röntgengittern zueinander für das Phasenkontrast-Röntgen.

Aufbau der optischen Messanordnung: Im Zusammenspiel der einzelnen Komponenten können mehrere Röntgengitter zueinander ausgerichtet werden.
Die Röntgenbildgebung ist ein fester Bestandteil der medizinischen Diagnostik. Um noch detailreichere Bilder zu erhalten, arbeiten Forscher an Weiterentwicklungen, wie dem Röntgenphasenkontrast, bei dem die Ablenkung von Strahlen im Körper zur Bildgebung herangezogen wird. Hierfür sind röntgenoptische Mikrostrukturen, kurz Röntgengitter, notwendig, die bisher nur auf kleinen Flächen herstellbar sind. Um größere Flächen zu realisieren, etwa für Aufnahmen des Oberkörpers, werden deshalb mehrere Gitter zusammengesetzt.

Dabei müssen die mikrostrukturierten Substrate exakt zueinander ausgerichtet sein, um Bildfehler zu vermeiden. Handelsübliche Systeme zur Justierung, wie zum Beispiel ein Autokollimator, können lediglich die Rotation eines Objekts in Relation zum Justiersystem, jedoch nicht von zwei oder mehr Platten zueinander bestimmen. Darüber hinaus können nicht alle Rotationsfreiheitsgrade gemessen werden.

Genau hier setzen die Wissenschaftler vom Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT) des KIT an. Sie haben ein einfaches und schnelles Verfahren zur Ausrichtung mehrerer solcher Röntgengitter zueinander entwickelt. Das optische System zur Winkelbestimmung besteht aus einer Laserlichtquelle, einem Kamerasensor, einer Linse sowie Strahlteiler und ein Spiegel. Der Laserstrahl wird durch einen Strahlteiler auf zwei Strahlengänge aufgeteilt und über einen Spiegel auf die Oberfläche von zwei unterschiedlichen Röntgengittern gelenkt. Die reflektierten Strahlen werden über denselben Strahlteiler wieder kombiniert und über eine Linse auf einen Kamerasensor fokussiert. Spiegel und Strahlteiler müssen hierbei parallel zueinander ausgerichtet sein. Durch die Beugung der Laserstrahlen an den Gitteroberflächen entsteht auf dem Kamerasensor ein spezifisches Beugungsmuster. Durch die Auswertung dieses Musters kann auf alle drei rotatorischen Freiheitsgrade geschlossen werden. Der Abstand zwischen Strahlenteiler und Spiegel ist flexibel, wodurch auch Gitter zueinander vermessen werden können, die nicht direkt benachbart liegen. Ein Aufsummieren von Messfehlern beim Aneinanderreihen von Gittern kann somit vermieden werden.

Das KIT sucht Verwertungspartner zum Einsatz der Technologie oder für Forschungskooperationen.

Ihr Ansprechpartner für dieses Angebot

Dagmar Vössing, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Leitung Technologietransfer, Innovations- und Relationsmanagement (IRM)
Telefon: +49 721 608-25582

E-Mail: dagmar voessing@kit edu

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