同軸和微分相襯成像理論與數(shù)值分析研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、X射線相襯成像是近年來X射線成像發(fā)展的一個焦點,這種成像方法彌補了傳統(tǒng)X射線成像不能對弱吸收物體成像的不足,在醫(yī)學、生物學及材料學等領(lǐng)域有著極大的應(yīng)用潛力。目前已有多種相襯成像方法相繼被提出,相襯成像方法大致可分為以下幾類:類Zernike 方法、干涉相襯、衍射增強、同軸相襯和基于Talbot 干涉儀的微分相襯。類Zernike 方法對光源的單色性要去較高,同時光學聚焦的器件制作也是一個挑戰(zhàn)。但是這類方法的空間分辨率可以達到很高,適合應(yīng)

2、用于顯微成像。干涉的方法對光源相干性、設(shè)備的機械穩(wěn)定性及光學器件的精度要求很高。衍射增強目前只同步輻射源上開展過,適用性差。同其他方法相比,同軸相襯及微分相襯對光源要求低,更具有應(yīng)用的潛力。
   同軸相襯類似于Gabor 全息成像原理,在X射線傳播的過程中遇到相位物體時,其波前相位發(fā)生變化,進一步傳播時,這種變化會以強度的形式表現(xiàn)出來,即光強中包含相位信息。這種方法不需要其他的光學器件,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,結(jié)構(gòu)緊促,容易實施。對光源

3、的時間相干性要求低,較寬光譜也可以成像。同時放大率的存在降低了對探測器分辨率的要求。對弱吸收物體,低空間頻率物體成像強度同其相位分布的二階微分成正比,某些頻率處的強度正比于相位分布。其它情況下對應(yīng)關(guān)系不明確。影響成像的因素有:光源到物體的距離R,物體到成像距離z,成像的波長,光源的焦斑。
   Z 影響系統(tǒng)的傳遞函數(shù),不同的物體空間頻率有一個最佳的成像距離。R 同z的比值會影響圖像的放大率和源的空間相干性,較大的放大率時,光源有

4、較低的空間相干性,要根據(jù)成像的要求及探測器的性能來確定R和z 值的選擇。較短的波長有利于圖像的銳度,但會降低襯度。小焦斑的源有利于成像。
   基于Talbot 干涉儀微分相襯利用周期性的物體自成像形成干涉條紋,相位物體引起條紋的變形,從畸變的條紋中計算出相位的分布。條紋的強度的相位分布同物體相位的一階微成正比,所以稱為微分相襯。對光柵來說,要求有高衍射效率和能形成對比度好的干涉條紋。衍射效率受光柵材料、凹槽厚度、占空比和所使用

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