同步輻射X射線位相襯度成像技術研究.pdf

1、X射線研究一個重要的應用領域就是成像研究.這一應用早在X射線剛被發(fā)現(xiàn)時就被廣泛的應用.X射線最早的應用就是利用其很強的穿透性,以X射線照射被檢測的物體,并用對X射線敏感的感光膠片記錄透過的X射線.這種方法記錄的是樣品中吸收強烈的部分的投影圖.不同區(qū)域強度的差別是由X射線從產(chǎn)生出到接收點所經(jīng)歷的光程中穿透的樣品的密度分布與原子序數(shù)的變化而產(chǎn)生的.這種投影圖像是對三維物體的一種二維投影描述,實際物體的沿投影方向的深度信息全部重疊在一起而無法

2、分辨.為了根本的解決傳統(tǒng)二維透射成像的缺點,在二十世紀七十年代發(fā)展起來了一種新型的成像技術--X射線斷層成像技術(Computer Tomography),簡稱CT.CT技術是通過記錄物體在不同角度下的X射線投影,然后再根據(jù)投影數(shù)據(jù)采用計算機數(shù)值重建的方法重構物體的橫斷面二維密度分布.X射線位相成像是近年來新發(fā)展起來的一種新的成像手段,是原有吸收成像和吸收CT技術的有益補充和發(fā)展,對于主要由輕元素組成的物體例如生物體軟組織和有機復合材料

3、能夠獲得更高的分辨率和更優(yōu)的襯度,因而在生物醫(yī)學和材料科學領域有著廣泛的應用.將X射線斷層成像技術和X射線位相成像技術相結合,可以實現(xiàn)X射線位相CT成像技術.該文研究了X射線位相成像技術以及利用位相成像和CT技術的結合(位相CT).利用這兩種成像方法進行了生物醫(yī)學樣品及人工有機材料樣品的位相成像及位相CT研究,討論了位相CT的重建算法.在北京高能物理研究所的北京同步輻射光源的形貌學實驗站上進行了X射線位相成像的實驗研究,利用X射線膠片記

4、錄圖像,分別研究了采用單色X射線和連續(xù)譜X射線位相成像的情況.還進行了位相CT的有關實驗,通過轉(zhuǎn)動樣品臺,得到不同角度下樣品的位相投影圖,利用位相CT重建算法得到了樣品的位相三維重建圖形.該文還研究軟X射線顯微術的兩種顯微鏡.對軟X射線掃描投射顯微鏡的成像分辨率進行了分析,討論了影響成像分辨率的各種因素.分析了合肥光源U12光束線的光學特性,對X射線投射式全場成像顯微鏡進行了物理設計并采用專用同步輻射光學軟件Shadow進行了光學追跡計