细管X射线源光栅2、多毛细管X射线相位光栅4、多毛细管X射线分析吸收光栅5以及X射线探测器6，其中:多毛细管X射线源光栅2的入口端设置有X射线光源1，多毛细管X射线源光栅2用于会聚X射线光源I发射的X射线，得到相干光，该相干光用于照射样品3。多毛细管X射线相位光栅4用于收集并调制照射样品3后的X射线，使其产生衍射自成像效应，得到干涉条纹。多毛细管X射线分析吸收光栅5设置于多毛细管X射线相位光栅4之后，用于收集相位光栅4射出的X射线并进行处理，将其中的相位信息转化为X射线探测器6可识别的光强信息。
[0038]上述实施例中，样品3设置于多毛细管X射线源光栅2和多毛细管X射线相位光栅4之间，并且可尽量靠近多毛细管X射线相位光栅4的入口端。其中，多毛细管X射线相位光栅4和多毛细管X射线源光栅2之间的距离符合空间相干性要求，即:假设多毛细管X射线源光栅2中每根单管的中空内经的直径为w，X射线的波长为λ，多毛细管X射线相位光栅4的周期为ρ，则多毛细管X射线源光栅2和毛细管X射线相位光栅4之间的距离L应该大于或等于w和ρ的乘积再除以λ，即:L彡wp/ λ。
[0039]进一步来讲，多毛细管X射线分析吸收光栅5和相位光栅4之间的距离满足光栅相位衬度成像条件，或者可以说，多毛细管X射线分析吸收光栅5位于衍射自成像效应对应的自成像平面位置处。X射线探测器6设置在分析吸收光栅5之后，并且可尽量靠近吸收光栅5的出口端，用于探测并收集样品3的信息。
[0040]需要说明的是，多毛细管X射线源光栅2、多毛细管X射线相位光栅4及多毛细管X射线分析吸收光栅5为多毛细管X射线光栅，由多根硅酸盐或铅玻璃单毛细管拉制而成。例如，采用拉丝机拉制多毛细管X射线光栅，通过拉丝炉对玻璃母管进行拉制产生单毛细管，然后利用这些单毛细管通过复合拉制，得到符合要求的多毛细管X射线光栅，其中，拉丝炉为具有加热器以及手动或者自动拉丝器。玻璃母管为厚壁玻璃管，材料可以是硅酸盐玻璃和铅玻璃等，对应地，单毛细管的材料为硅酸盐玻璃或者是铅玻璃。
[0041]上述实施例中，采用拉制机对玻璃母管进行复合拉制等工艺来制作多毛细管X射线光栅，可以通过选择合适的玻璃材料和控制工艺等方法满足各界对较大“高宽比”高能量X射线光栅的要求，同时也能满足各界对较大“高宽比”低能量X射线光栅的要求，可以说，该多毛细管X射线光栅制作方法在光栅制作领域尤其是高能光栅制作领域将带来革命性的创新。特别是，上述实施例通过拉丝机拉制硅酸盐或铅玻璃多毛细管X射线光栅，不仅能简化光栅的制作工艺，而且因其原材料价格低廉，也便于推广，使得多毛细管X射线光栅具有重要的科研和应用价值，在生命、能源、环境、食品等科学中具有重要应用。
[0042]进一步来讲，上述实施例中，构成多毛细管X射线光栅的单毛细管的中空部分是X射线穿过光栅的空间部分，单毛细管壁是吸收阻止X射线穿过的部分。这样，X射线光源I发出的X射线束，多毛细管X射线源光栅2收集和会聚这些X射线束，进而得到高功率相干光，这些相干光用于照射到样品3上，然后照射到多毛细管X射线相位光栅4，该多毛细管X射线相位光栅4对这些相干光的波阵面进行调制，产生Talbot (泰伯)自成像效应(又称衍射自成像效应)，经多毛细管X射线相位光栅4调制的X射线照射到多毛细管X射线分析吸收光栅5，该多毛细管X射线分析吸收光栅5放置在上述自成像效应对应的自成像平面位置，从而得到莫尔干涉条纹，X射线探测器6探测收集表征样品3的信息的X射线莫尔干涉条纹，这样，可从X射线探测器6探测到的信号中提出样品3的信息。
[0043]因此，上述X射线光栅成像系统实施例中，采用为其设计的三种多毛细管X射线光栅，基于这种多毛细管X射线光栅的X射线光栅成像系统具有高分辨率，不仅可克服现有X射线光栅的缺点，而且因这种多毛细管X射线光栅具有较大“高宽比”，使得该X射线光栅成像系统的适用能量范围广，尤其可以适用于高能X射线。，基于该多毛细管X射线光栅的X射线光栅成像系统可以进行相位衬度成像，例如，医学和生物学领域的样品成像分析。
[0044]另外需要指出，上述实施例中，X射线光源I可采用实验室X射线光管，功率范围可为1-5000瓦。X射线探测器6为一种空间分辨探测器，其空间分辨范围可为0.01-800微米。因此，上述实施例的X射线光栅成像系统实现采用实验室X射线光管作为光源，不仅使成本大幅降低，还便于该X射线光栅成像系统的推广。
[0045]在一可选实施例中，X射线光栅成像系统还可包括信息处理装置，信息处理装置与X射线探测器6连接，用于提取样品3的信息，并对该信息进行分析处理。这里，信息处理装置可根据实际应用的需要进行配置。这样，采用上述实施例的X射线光栅成像系统，可以从X射线探测器6的探测到的信号中提出样品3的信息，并通过信息处理装置根据具体需求进行处理。
[0046]以上实施例对X射线光栅成像系统的主体结构进行了说明，下面对其采用的各多毛细管X射线光栅作进一步说明:
[0047]1、几何参量
[0048]上述各实施例中，多毛细管X射线源光栅2和X射线源相结合产生高功率的相干光以用于X射线光栅相衬成像，多毛细管X射线源光栅2沿其长度方向上的外形可为圆柱型面段、抛物线型面段或者其它二次曲面段。例如，如图2所示的多毛细管X射线源光栅的主体结构，其沿长度方向上的外形为抛物线型面段。
[0049]另外，如图2所示，多毛细管X射线源光栅2的几何参量包括:入口焦距F(即源光栅的入口端到X射线源的距离)、入口端直径d、出口端直径D和光栅长度h。可选的是，多毛细管X射线源光栅2的入口焦距F的取值范围可为1-20厘米、入口端直径d的取值范围可为2-8毫米、出口端直径D的取值范围可为0.2-40厘米，光栅长度h的取值范围可为0.1-25 厘米。
[0050]上述各实施例中，多毛细管X射线相位光栅4和多毛细管X射线分析吸收光栅5沿各自长度方向上的外形均可为圆柱形面段。例如，参照图3和图4所示，其分别示出了多毛细管X射线相位光栅和分析吸收光栅的主体结构。
[0051]如图3所示，可选的是，多毛细管X射线相位光栅4中，沿光栅水平中心周线方向上的长度为hi的取值范围可为0.1-15厘米，相位光栅入口端和出口端的直径相同，都为dl的取值范围可为0.2-40厘米。
[0052]如图4所示，可选的是，多毛细管X射线分析吸收光栅5中，沿光栅水平中心周线方向上的长度为h2的取值范围可为0.1-10厘米，入口端和出口端直径相同，都为d2的取值范围可为0.2-40厘米。
[0053]2、物理参量
[0054]为了进一步说明多毛细管X射线光栅(包括源光栅2、相位光栅4和分析吸收光栅5)的结构和性能，这里主要介绍如下一些有关多毛细管X射线光栅的物理参量:
[0055]I)光栅周期
[0056]光栅周期为相邻单毛细管的中空通道的中心连线的长度，例如，参照图5和图6所示的光栅周期P1、P2。结合图5、6进一步说明如下:
[0057]参照图5、6，其分别为六角形、圆形多毛细管X射线光栅沿垂直于其中心对称轴线的剖面示意图。多毛细管X射线光栅沿垂直于其水平中心线方向的横截面的外形为正六边形。其中，构成多毛细管X射线光栅的中空单毛细管的轮廓外形为六角形或圆形。
[0058]如图5所示，沿垂直于多毛细管X射线光栅的水平中心线方向的横截面的外形为正六边形，构成这些光栅的中空单毛细管的轮廓为六角形。其中，图上横截面中的黑色部分是单毛细管的壁，用来吸收和阻挡X射线，白色部分是单毛细管的中空部分，作为X射线穿过光栅的通道，于是定义:相邻通道的中心连线的长度为该光栅的光栅周期P1。
[0059]另外，需要指出的是，多毛细管X射线光栅中单毛细管紧密排列，如果将中间一根单毛细管A所在的层数定义为1，则从内向外各层上的单管的数目为6 (η-1)，其中η>1为层数，单管的内径大小相同。
[0060]如图6所示，沿垂直于多毛细管X射线光栅的水平中心线方向的横截面的外形为正六边形，构成这些光栅的中空单毛细管的轮廓为圆形，横截面中的黑色部分是单毛细管的壁，用来吸收和阻挡X射线，白色部分是单毛细管的中空部分，是X射线穿过光栅的通道，于是定义:相邻通道的中心连线的长度为该光栅的光栅周期P2。
[0061]另外，需要指出的是，多毛细管X射线光栅中单毛细管紧密排列，如果将中间一根单毛细管B所在的层数定义为1，则从内向外各层上的单管的数目为6 (η-1)，其中η>1为层数，单管的内径大小相同。
[0062]2)高宽比
[0063]高宽比为多毛细管X射线光栅的长度与相应光栅周期的一半的比值。如图2-4中所示，多毛细管X射线源光栅2、多毛细管X射线相位光栅4和多毛细管X射线