[0031] 在优选的实施例中，光栅网各自以沿y方向倾斜的斜棱镜方式形成，其基表面和顶 表面各自位于与横向表面平行的相位光栅(GJ的端表面中。在本实施例中，在通过X射线辐 射光刻胶层的角度暴露的情况下，产生相位光栅，特别地，通过光刻工艺(特别地，LIGA)。一 般来说，棱镜的基表面和相对的顶表面各自具有复杂的多边形的形式。在本发明的背景内， 在相位光栅的侧边缘处，光栅网与纯棱镜形式相反可以被切割以形成沿z方向取向的边缘 表面。
[0032] 光栅网特别被设计和被布置成使得沿具有y周期长度的y方向重复其自身的材料 结构产生每个光栅条纹。因此，光栅网被设计成使得在一个光栅条纹中，它们总是占据平行 移位的、一致的并且均匀地隔开的表面段。光栅网沿y方向倾斜，使得与基表面相对的每个 光栅网的顶表面相对于基表面偏移完整数目的周期长度，特别精确地，一个周期长度。因 此，沿z方向的相位光栅的两个相对的端表面具有相同的布局，即，由光栅网和间隙形成的 相同的材料结构。
[0033] 经由其光栅网邻接相邻间隙的光栅网的侧表面优选地分别交替地由第一部分表 面和第二部分表面形成，该第一部分表面平行于y轴被取向，该第二部分表面平行于X轴或 与X轴成对角。第一和第二部分表面各自优选地由平(非弯曲的)表面部分形成。第二表面段 方便地总是在横向表面内的完整数目的光栅条纹上方延伸。因此，侧表面的第一和第二部 分表面之间的过渡优选在每种情况下与两个光栅条纹之间的过渡一致。
[0034] 针对X轴的光栅网的第二部分表面的上述对角设定是有利的，尤其是因为由此在 同一光栅网的第一和第二部分表面之间产生相对平坦的角度，从而由倒圆角所导致的对光 栅结构的生产工程破坏保持较小。优选地，这里选择表征针对X轴的光栅网的设定角度的横 向表面中的梯度g= Ay/Δ X，使得它的绝对值不超过0.5(0〈|g| <0.5)。该梯度g下文还被 称为"偏移梯度"。
[0035] 在同一光栅条纹内，所有的第二部分表面（即，跨过该光栅条纹的所有光栅网的第 二部分表面)方便地平行（即，沿X方向或在相同的偏移梯度的情况下对角地)行进。然而，在 本发明的背景内，光栅网的第二部分表面可以在不同光栅条纹中具有不同的偏移梯度。由 于偏移梯度这里相等地与一个光栅条纹的光栅网的两个材料边缘相关，所以它不会改变在 该光栅条纹中编码的相移。
[0036] 在相位光栅一个有利的实施例中，每个光栅网在交替的段中沿正y方向和沿负y方 向在具有对角优选方向的横向表面内行进。因此，光栅网具有扭结。优选地，光栅网沿X轴以 规则的间隔在相反方向上交替弯曲，因此，在横向表面内的相应的光栅网以曲折方式绕着X 轴行进。由首先通过暴露于X射线辐射和随后的发展雕刻出的光刻胶制成的中间网在LIGA 工艺中的相位光栅的生产期间通过针对光栅网弯曲一次或多次的布局进行机械地稳定。
[0037] 基本上，本发明的相位光栅可以被配置作为其中材料高度在X方向（即，具有排列 的光栅条纹的序列）上正好两个值之间交替地来回跳跃的二元(两级)光栅。然而，优选地， 本发明的相位光栅被设计作为多级光栅。在"多于两级"的含义内使用这里和下文的术语 "多级"，因此表示其中材料高度在至少三个值之间变化的相位光栅。如所已知的，特别有利 的光学特性可以用多级相位光栅实现。因此，与常规二元相位光栅相比较，可以得到这种类 型的相位光栅的更高的灵敏度和可见性的乘积值。特别地，相位光栅的色选择性可以与多 级光栅一起保持特别低。因此，在给定的灵敏度的情况下，因为相位光栅更好地承受多色X 射线辐射，所以可以首先通过上述的相位光栅的设计增加可见性。其次，与常规相位光栅相 比较，可以在不损害可见性的情况下增加灵敏度。由于用于实现预先定义的图像质量所需 的X射线剂量二次地连接到灵敏度和可见性的乘积，所以相位光栅的发明设计使得能够在 这没有必要凭借图像质量损失接受的情况下显著减少X射线剂量。
[0038] 在本发明的优选的实施例中，得到上述实施例（多个)特征的一个或多个，而且，在 相位光栅或与其适配以优化相位光栅的光学特性的相衬X射线成像设备中：
[0039] (1)减少相干光栅的周期：
[0040] 优选地，相位光栅被设计成使得(借助于点状X射线辐射源的照射的情况下）它生 成分析光栅水平的窄干涉最大值，其宽度低于分析光栅的周期长度P2的四分之一。这使得 与常规设计相比较，相干光栅的周期长度PQ能够减少到分数(例如，减少到一半、减少到三 分之一等）。因此，相干光栅被设计成使得从相干光栅的相邻列发出的两个辐射射束的干涉 最大值被映射到分析光栅上，以便相互抵消。据此在每个放射射束的两个干涉最大值之间 生成相应数目的进一步的干涉最大值。因此，相位光栅的每个周期生成的干涉最大值的数 目（还被称为多重性m)增加。这在光谱的宽度没有受到限制的情况下增加了灵敏度。
[0041] 例如，与常规相衬X射线摄像设备的典型构造相比较，相干光栅的周期长度PQ减半 (并且这与多重性的两倍相对应）。分析光栅的周期长度p 2的相应地减半，而相位光栅和分 析光栅之间的距离d12优选地被保留。灵敏度S据此被加倍，并且相位光栅的灵敏度因子f变 成四倍。
[0042] 与常规π光栅(适用于其，f = k/2)相比较，适合于这样的构造的相位光栅最初常常 仅具有例如一半的灵敏度因子f = k/4。其中，f = k，然而，与π光栅相比较，通过减半p〇和p2， 这些相位光栅达到两倍的灵敏度因子。
[0043]详细信息：
[0044]-每个周期的相位光栅的条纹数目和相位光栅的每个周期的由相位光栅在分析光 栅上生成(使用平行暴露）的干涉最大值的数目不必具有公约数。每个周期长度?1具有7个 相等宽度?1/7的相位光栅可以例如在相位光栅的每个周期在分析光栅上引起2个或3个干 涉最大值(作为所选择的距离d12的函数）。
[0045] -材料高度可以首先被确定或设计成使得在距离d12中，所有射束穿透具有相同相 位的X位置。在分析光栅上的X位置固定的情况下，这适用于相位光栅的所有周期。每个光栅 周期的条纹越多，这种构造就更类似于离散透镜。分析光栅上的这个X位置可以（再次使用 平行暴露）与例如相位光栅上的条纹中心（"C" = "中心"）或条纹边界（"B" = "边界"）相对 应。有趣的是，如果"形式符号误差"并且每个条纹的相移Α Φ由231- △ Φ取代，则有利的光 栅产生一部分更高的灵敏度因子f。如果光栅几何结构对于k=l是可用的，则在k>l时改变 的每种情况下，局部地优化该几何结构来选择条纹宽度以使它们依次不同，或者调整每个 条纹的相移。这些局部优化特别应用于将相位光栅调整到要被照射的X射线辐射的特定地 预先定义的多色光谱。
[0046] -最佳的材料高度和条纹宽度可以与分析地确定的材料高度和条纹宽度稍微不 同，特别是如果相位光栅和分析光栅之间的距离d12是Talbot距离(k>l)的倍数。这最好是更 好地将构造调整到特定管光谱。
[0047] -如果在干涉图案的原始狭窄但是密集的主最大值之间甚至进一步更弱的干涉最 大值出现，则减少相干光栅的周期也是可能的（甚至特别有利的），尽管在减少相干光栅的 周期的情况下，这些与所移位的主最大值重合(从而突然对可见性有积极贡献）。
[0048] -相干光栅的周期的上述减少构成独立的发明，其在如果这些相位光栅生成足够 窄的干涉最大值时，还可以基本上有利地用于具有不同的（非发明性)相位光栅的相衬X射 线成像设备。
[0049] (2)通过移位相位2JI的倍数减少颜色误差：
[0050] 如果特定光栅条纹处的材料高度增加或降低高度间隔Ah = S · AD(其中，δ是基本 材料的复数折射率的减量，其中，η=1_δ+?β)，则通过这些光栅条纹传送的部分射束的相位 通过设计能量Ad的X射线辐射相对于穿过低于或高于△ h的材料高度的部分射束移位2JT。因 此，通过增加的光栅条纹传送的部分射束的波前被移位一个波长。这种修改使相位光栅的 光学特性在设计能量处不变。然而，以这种方式修改的光栅在X射线辐射的不同能量(或波 长)表现不同。
[0051] 由于仅计数相邻光栅条纹之间的材料高度的差异，所以总是可以减少所有的光栅 条纹的材料高度，因此材料高度最低的光栅条纹获得减小的材料高度(h ? 0)。
[0052]例如，应当假定相位光栅的光栅条纹具有规则序列的三个材料高度= = m和h2 = 30ym，并且该高度间隔Ah的值为50μπι。
[0053] 在这种情况下，材料高度ho可以增加高度间隔Ah至hQ = 50ym。在进一步的步骤中， 材料高度ho，hi，h2每个可以减少ΙΟμπι，因此材料高度hi假设值为零:h() = 40ym，hi = (^PIh2 = 20μηι。以类似的方式，材料高度hi可以在进一步的步骤中增加高度间隔△ h至hi = 50ym，并且 材料高度ho，hi，h2每个减少20μηι，因此材料高度h2假定值为零:ho = 20μηι，hi = 30μηι和h2 = 0。 这里可以在不改变相位光栅在设计波长处的光学特性的情况下，可以做出对上述的光栅结 构的所有的修改。
[0054]用其中相位光栅L的光栅条纹(其中，1^ = 2,3,4，...）具有不同的材料高度的1^级相 位光栅，可以以这种方式产生相同光栅类型的L个不同的修改。甚至用二元相位光栅(其中， L = 2)，尽管不用π光栅和V2光栅，但是修改的光栅以与原始相位光栅不同的方式影响波长 与设计波长不同的X射线福射。
[0055] 使用具有多色X射线辐射的相位光栅照射，有时还被证明对于可见性有利的是还 膨胀原本已经具有不为零的材料高度的这样的光栅条纹的材料高度一倍或几倍的高度间 隔Δ h〇
【附图说明】
[0056] 参照附图，下文将对本发明的示例性实施例进行更详细地说明，其中：
[0057] 图1以大致示意性剖视图的形式示出了具有相位光栅的相衬X射线成像设备，
[0058] 图2以横向表面的示意图的形式示出了用于相位光栅的布局的细节，其中，横向表 面通过对角线行进由基本材料和其间布置的间隙组成的光栅网来横穿，并且其中，横向表 面被细分成若干个平行的光栅条纹，其中，在每个光栅条纹中，沿辐射传播方向的相位光栅 具有恒定的但在相邻光栅条纹之间不同的基本材料的总厚度(材料高度），
[0059] 图3至图17以根据图2的视图的形式示出了用于相位光栅的备选布局，
[0060] 图18以布置在另一个上方的y轴上的X射线强度三个图形式示出了根据图9的相位 光栅的干涉图案（中间图）和三级比较光栅(顶图）以及对于根据图9的相位光栅的具有相干 光栅的减半的光栅周期的干涉图案(底图），
[0061] 图19以布置在另一个上方的根据图18的两个图的形式示出了在相干光栅的标准 光栅常数的情况下(顶图）和在相关光栅的光栅常数被三分之一的情况下（底图）根据图15 的相位光栅的干涉图案，以及
[0062]图20以根据图18的图不出了根据图17的相位光栅的干涉图案。
[0063] 相互对应的部分、变量和结构用所有图中的相同的附图标记提供。