同步輻射X射線位相襯度成像技術(shù)研究.pdf

1、X射線研究一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域就是成像研究.這一應(yīng)用早在X射線剛被發(fā)現(xiàn)時(shí)就被廣泛的應(yīng)用.X射線最早的應(yīng)用就是利用其很強(qiáng)的穿透性,以X射線照射被檢測(cè)的物體,并用對(duì)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(qiáng)烈的部分的投影圖.不同區(qū)域強(qiáng)度的差別是由X射線從產(chǎn)生出到接收點(diǎn)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(duì)三維物體的一種二維投影描述,實(shí)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(diǎn),在二十世紀(jì)七十年代發(fā)展起來了一種新型的成像技術(shù)--X射線斷層成像技術(shù)(Computer Tomography),簡(jiǎn)稱CT.CT技術(shù)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(jì)算機(jī)數(shù)值重建的方法重構(gòu)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(shù)的有益補(bǔ)充和發(fā)展,對(duì)于主要由輕元素組成的物體例如生物體軟組織和有機(jī)復(fù)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(xué)和材料科學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用.將X射線斷層成像技術(shù)和X射線位相成像技術(shù)相結(jié)合,可以實(shí)現(xiàn)X射線位相CT成像技術(shù).該文研究了X射線位相成像技術(shù)以及利用位相成像和CT技術(shù)的結(jié)合(位相CT).利用這兩種成像方法進(jìn)行了生物醫(yī)學(xué)樣品及人工有機(jī)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(xué)實(shí)驗(yàn)站上進(jìn)行了X射線位相成像的實(shí)驗(yàn)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(jìn)行了位相CT的有關(guān)實(shí)驗(yàn),通過轉(zhuǎn)動(dòng)樣品臺(tái),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(shù)的兩種顯微鏡.對(duì)軟X射線掃描投射顯微鏡的成像分辨率進(jìn)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(xué)特性,對(duì)X射線投射式全場(chǎng)成像顯微鏡進(jìn)行了物理設(shè)計(jì)并采用專用同步輻射光學(xué)軟件Shadow進(jìn)行了光學(xué)追跡計(jì)