X射線光柵相襯成像不但繼承了傳統(tǒng)衰減襯度成像的優(yōu)勢,而且還同時(shí)提供樣品相位信息和散射信息,具有定量、高靈敏度以及多模態(tài)同時(shí)成像的優(yōu)點(diǎn)。光柵相襯成像既可以使用毫米尺寸的常規(guī)X射線源,又具有不使用吸收光柵的可能。因此,X射線光柵相襯成像技術(shù)被認(rèn)為是將X射線相襯成像推向?qū)嶋H應(yīng)用最強(qiáng)有力的競爭者,在醫(yī)學(xué)成像、工業(yè)無損檢測和材料科學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。本論文實(shí)現(xiàn)了一種新型微結(jié)構(gòu)陣列陽極X射線源作為光柵相襯成像系統(tǒng)的照明系統(tǒng),它可以免除常規(guī)光源和源光柵（吸收光柵）組合照明系統(tǒng)帶來的大高寬比吸收光柵制作難、光通量效率低,系統(tǒng)復(fù)雜度大,工作能量低和成像視場小等限制,可以推進(jìn)光柵相襯成像實(shí)用化。本研究主要開展了以下幾個(gè)方面的工作:1.提出了 X 射線微結(jié)構(gòu)陣列陽極（micro array anode structured target,MAAST）射線源。其特征是將微結(jié)構(gòu)金屬插入物（microstructure metal inserts,MMI）嵌入金剛石基底作為新型射線源陽極,該陽極起X射線發(fā)射器的作用,在不使用源光柵的情況下產(chǎn)生微米大小的周期性子源陣列。與傳統(tǒng)的常規(guī)X射線源結(jié)合源光柵的組合照... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：187 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

相移截面和衰減截面;，舊rgy(keV((a)與原子序數(shù)的關(guān)系((Momose,Yashiro,andTakeda2009):(b)

??是測量相移一階導(dǎo)數(shù)的微分相襯成像，包括是衍射增強(qiáng)成像（圖１．３（ｂ））、光柵千??涉儀成像（圖１．３（ｃ）），多色遠(yuǎn)場干涉儀（雙相位光柵干涉儀（圖１．３（ｄ））、光柵投影成??像（Ｈｕａｎｇ?ｅｔ?ａｌ．?２００９）、編碼孔徑相襯成像（Ｏｌｉｖｏ?ａｎｄ?Ｓｐｅｌｌｅｒ?２００７）和砂紙散斑成像??（圖１．３（ｅ））。當(dāng)Ｘ射線穿透樣品時(shí)，由于樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同而導(dǎo)致折射，折射角??大小與相移一階導(dǎo)數(shù)成正比，利用光學(xué)元件將折射角信號轉(zhuǎn)化為光強(qiáng)，從而被探??測器測量。第三類是測量相移的二階導(dǎo)數(shù)的自由傳播相襯成像（同軸相襯成像，圖??１．３（ｆ）），當(dāng)Ｘ射線經(jīng)過樣品時(shí)，由于樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻使得Ｘ射線產(chǎn)生或凹或??凸的波陣面，經(jīng)過一段距離傳播后，凹波陣丨〖ＩＩ＇會(huì)帶來光朿會(huì)聚而導(dǎo)致光強(qiáng)增加，??凸波陣面會(huì)帶來光朿發(fā)散而導(dǎo)致光強(qiáng)降低

下面說明Ｘ射線經(jīng)過物體引起的折射角與相移的關(guān)系。??假設(shè)一束Ｘ射線穿透一個(gè)各向均勻分布的楔形，其內(nèi)部折射率》＝?１－５，忽??略對Ｘ射線的衰減，如圖１．４所示。由于物體引起相移大小與Ｘ射線穿越厚度成??正比，間隔Ａｘ的兩列Ｘ射線在楔形中傳播不同的厚度，弓丨起的相移差為ＡＯ?，對??應(yīng)的光程差為ＡＯ／Ａ，導(dǎo)致波前方向偏折ｏｒ（Ｂｉｍｂａｃｈｅｒ２０１８），即??ｔａｎ？?＝?＾ｌ?＝?Ａ?竺?（，，２）??Ａｘ＊?２ｎ?Ａｘ??利用?ｌｉｍ?和?ｔａｎ?ａ?＝?ａ?得到，??＾＊－？０?Ａｖ?ｄｘ??ａ＝±＾＝±Ｓ＾ｆ｝±?（１，３）??２＾?ｄｘ?１．７１?ｄｘ??上式就建立了?Ｘ射線經(jīng)過物體引起的相移與折射角（微分相移）的關(guān)系。??ＩＭＢａａ??圖１．４物體相移與折射角的關(guān)系。??上述多種Ｘ射線相襯成像方法都可以在同步輻射光源上實(shí)現(xiàn)，但是它造價(jià)極??貴，體積龐大。Ｂ前可利用普通Ｘ射線源的方法有：自由傳播相襯成像、光柵干??涉儀相襯成像、多色遠(yuǎn)場千涉儀相襯成像、光柵投影成像、編碼孔徑成像和砂紙??散斑成像。其中可以使用普通Ｘ射線源的方法中

【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]X射線光柵相襯成像醫(yī)學(xué)應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究[D]. 韓華杰.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018
[2]X射線微分相位襯度成像及CT的理論和方法研究[D]. 鮑園.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[3]X射線光柵相襯成像中的信息分離以及計(jì)算機(jī)斷層重建[D]. 吳朝.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014



本文編號：2983852