专利名称：X射线微分干涉相衬成像系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种x射线微分干涉相衬成像系统。
背景技术：
无损伤成像探测技术在医学、生命科学、材料科学、工业应用及
安检等领域有着广泛的应用，占有重要的地位。X射线成像是其中最 重要的方法之一。传统的X射线成像是基于物体对X射线的吸收特性
而实现的，它利用物体内部不同部位对x射线的吸收不同形成衬度图 像。当利用x射线对弱吸收物体即轻元素构成的物体成像时，由于物
体各部分对输入的x射线吸收很少，彼此之间所表现出的吸收差异不
能形成探测器可识别的吸收衬度，无法获取足够对比度的吸收图像。 特别是在医学和生物学领域，如人体的血管、乳房组织、空腔器官组
织、肿瘤等等由轻元素为主组成的软组织都是弱吸收物体，传统的x
射线吸收成像方法难以获得高对比度图像。在医学领域人们只能获得 由重元素组成的像骨组织的高对比度吸收图像。
X射线相衬成像是利用X射线透过检测物体时，不同部位X射线
相位发生的变化形成图像对比度来实现成像的。由于轻元素组成的物
质的相移因子比吸收因子高三个数量级以上，x射线通过物体后由于
相移导致的强度变化要比吸收导致的强度变化大很多。例如，X射线 相衬技术在理论上可分辨密度变化为0.0003~O.002g/cm3的不同组织边界，空间分辨率可小于lMm。目前被认为是软组织医用检查最好的 方法一MRI，可分辨的密度变化为0.01g/cm3，空间分辨率仅为l一 2mm。而且X射线相衬成像探测到的是相位信息，可以减少样品对X 射线的吸收，还可提高所获得的图像的对比度和分辨率，显然这对人 体而言是十分有益的。
实现X射线相衬成像需要相干性好、辐射通量髙的X射线源。 同步辐射源在一定程度上可满足这种要求，目前许多X射线相衬成像 实验都是在同步辐射源上完成的。但同步辐射源体积庞大、成本昂贵， 不便或无法应用于许多实际场合。尤其对人体相衬成像而言，现有的 同步辐射源难以提供所必需的40-70keV的光子能量。
基于X射线管的X射线相衬成像技术目前还处于研究和发展阶 段。 一种是基于微焦斑X射线管为光源的同轴相衬成像技术，另一种 是基于光栅的微分干涉相衬成像技术。前者由于散热等问题，微焦斑 源难以提供X射线相衬成像所要求的足够高的辐射通量，从而使其应 用受到极大的限制，几乎无法用于普通医院或其它在线检测场合。后 者是利用普通所用的低亮度X射线管为光源的微分干涉相衬成像技 术。为了使所用的X射线源满足一维空间相干性，上述方法必须在所 使用的低亮度X射线管之后引入一X射线吸收光栅，同时还要在X射 线相位光栅之后使用另一吸收光栅作为分析光栅。由于工艺和其它原 因，吸收光栅不可能做的太厚，使所用的X射线光子能量不能超过 30-40keV，也无法用于普通医院和许多其它在线检测场合。
为了实现X射线微分干涉相衬成像，首先需要解决的问题是配套的新型X射线管。它所发射的X射线应具有良好的空间相干性、高
的辐射通量和宽的发射角。这种x射线管或者通过电子束或离子束轰
击结构阳极，或者通过结构电子束或离子束轰击无结构阳极，形成呈
平行线排列的X射线的线状发射体。各线状发射体发出的X射线束
具有大的发射角，因而各射线束相互交叠共同作用于物体，满足成像
光照的要求。以上所述的x射线管已经被深圳大学研究设计成功，可
以参考文献200610062487.1 。
为了实现X射线微分干涉相衬成像，需要解决的另一个问题是在 不采用X射线分析光栅的情况下如何完成微分干涉相衬成像中的分析
光栅功能？这种分析光栅的功能可由新型x射线探测器完成。此x射
线探测器在一维空间上具有周期性结构，其周期结构尺寸同通常的分
析光栅；探测器的每个周期由条带状的敏感区和非敏感区组成，这里 的敏感是指对X光敏感。非敏感区在垂直于周期结构的方向上整个长 度对入射的X射线不敏感，而敏感区在垂直于周期结构的方向上整个 长度被分离成许多像素，每个像素对入射的X射线具有高的灵敏度。 敏感区和非敏感区的宽度之和应严格等于X射线干涉条纹的周期。这 种X射线探测器同时具备通常分析光栅和通常探测器的双重功能。
发明内容
本发明的目的是在新型x射线管和新型X射线探测器的设计基础
上，提供一种x射线微分干涉相衬成像系统的设计方案。 现在的研究成果证明，为使低亮度的x射线管所产生的x射线满足一 .
维空间相干性，在尽可能靠近该X射线源的位置放置一 X射线吸收光栅，使通过此光栅的x射线具有一维空间相干性。该系统在被检测的
物体之后设置一个相位光栅，在泰伯(Talbot)成像距离处再放置一吸 收光栅，此相位光栅和吸收光栅的走向与X射线源处的吸收光栅走向 相一致。但是上述技术的最主要缺点是它需要使用两个吸收光栅，一 个用来形成一维空间相干的X射线源， 一个用作分析光栅，再借助具 有高空间分辨率的X射线探测器可以获得被检物体的相衬图像。由于 随着X射线光子能量的提高，给吸收光栅制作工艺带来了难以克服的 困难，还给成像系统带来其它严重问题，如视场问题、辐射通量问题、-图像失真问题等。正由于如此，尽管基于低亮度X射线源的微分干涉 相衬成像原理已被公认多年，并获得了对小而薄的动物的高质量相衬 实验图像，但在其走向实用化的过程中遇到了巨大的挑战，至今仍无 法应用于医学诊断等实际领域。
本发明所采用的方案不再利用吸收光栅形成一维空间相干的X射 线源，也不再利用吸收光栅作为分析光栅。在本系统中，利用发明人 所设计的一种X射线管制成X射线罈。这种X射线源可同时满足一维 空间相干性、大辐射通量、高光子能量和宽发射角等要求。同时，系 统中还利用我们所发明的一种新型X射线探测器用于记录相衬图像。 该探测器在一维空间上具有周期性结构，其周期结构尺寸等同于常规 的分析光栅；探测器的每个周期由条带状的敏感区和非敏感区组成， 这里的敏感是指对X光敏感。非敏感区在垂直于周期结构的方向上整 个长度对入射的X射线不敏感，而敏感区在垂直于周期结构的方向上 整个长度被分离成许多像素，每个像素对入射的X射线具有高的灵敏度。敏感区和非敏感区的宽度之和应严格等于X射线干涉条纹的周期。
该探测器同时具备通常分析光栅和通常探测器的双重功能，同样可利 用莫尔效应或相移法获得物体的高空间分辨相衬图像。
按照x射线在系统中的传播方向，系统组成中包括设置的x射线 管、滤波器、样品台、相位光栅及x射线探测器，还包括微机和配套
的系统管理软件，
① 所采用的x射线管中具有焦斑呈平行线状分布的、相干髙能x
射线发射体，发射角为30—50度；
② 所采用的X射线探测器具有分析光栅和探测器的双重功能，基 本结构中包括平行线阵列式X射线转换屏、中继光学系统和面阵探测 器或光电导X射线探测器，X射线转换屏或光电导X射线探测器的结 构组成和尺寸与上述X射线管及X射线相位光栅对应配套。
本发明的主要创新有两点。 一是本发明人所发明的X射线管。该 X射线管所发射的X射线呈平行线状分布,不再需要外设的吸收光栅。 其工作电压为40-120kV。利用发明人所设计的滤波器与该X射线管相 结合，所产生的X射线中心波长对应的光子能量可在20-100keV范围 内变化，带宽±20%。所发明的X射线管具有一维空间相干性、大的 辐射通量、高的光子能量和宽的发射角，从而为X射线微分干涉相衬 成像系统提供一种实用化的X射线源。本发明的第二个主要创新点是 发明人所配套设计的新型X射线探测器。它在一维空间上具有与X射 线管周期参数相对应的结构，其周期同通常探测器处的分析光栅。本 发明提供的探测器的每个周期由条带状的敏感区和非敏感区组成，这里的敏感是指对x光敏感。非敏感区在垂直于周期结构的方向上整个 长度对入射的x射线不敏感，而敏感区在垂直于周期结构的方向上整 个长度被分离成许多像素，每个像素对入射的x射线具有高的灵敏度。 敏感区和非敏感区的宽度之和应严格等于x射线干涉条纹的周期。以
上结构的X射线探测器同时具有通常分析光栅和通常探测器的双重功
能。这样就避免了制作吸收分析光栅的难度，同时也使因厚的吸收光 栅和厚的分析光栅同时引入系统而导致的难以克服的弊端。
本发明提供一种具有分析光栅功能的新型x射线探测器，探测器 具有一维空间周期结构。成像时探测器周期方向同x射线相位光栅干
涉条纹方向，并且其周期节距同干涉条纹的周期节距，在单个周期内，
探测器的半个周期对入射的X射线不敏感，相当于普通探测器前加上
一个100%吸收率的分析光栅，另半个周期为x射线的有效探测部分，
探测器结构同光栅干涉条纹形成莫尔(Moire)条纹。将探测器和分析 光栅结合为一个光学器件，不仅减少了系统中X射线光学元件的个数, 降低了系统复杂性，更重要的是避免了制作吸收光栅的高难度。随着 X射线光子能量的提高，吸收光栅的制作难度越来越大，当将其用于 医学等方面的成像时，分析光栅的厚度将大于300微米，而其线条宽 度只有l微米左右，深宽比高达300以上，目前已有的工艺很难实现 大面积高深宽比分析光栅的制作。
根据上述方法和原理，本发明提供一种X射线管装置，它由电子 或离子发射体、栅极、静电聚焦电极、结构阳极靶等组成。结构阳极 由高Z元素如鸽、钼等和低Z元素如铝、铍等金属带材或体材构成。高z和低z带状材料或体状材料再加工成所需要的结构后作相间排列，
结构件的端面倾角作反方向排布。结构阳极面向电子束或离子束的总
面积取决于电子束或离子束的截面大小， 一般小于lmm2。
本发明提供的第二种X射线管装置由电子或离子发射体、聚焦系 统、静电偏转系统和常规无结构阳极组成。电子束或离子束经聚焦后 在阳极上形成微束斑电子束或离子束，该电子束或离子束经偏转系统 使微束斑电子束或离子束在阳极上扫描，所形成的落点分布形成线宽 为束斑直径的平行线结构。
本发明提供的第三种X射线管装置由结构发射体、栅极、聚焦电 极、无结构阳极组成。其中，结构发射体是指所用电子源或离子源可 以产生线宽为0.005-0.1 mm的平行线结构的电子束或离子束。
本发明提供的第四种X射线管装置由电子或离子发射体、多缝加 速电极、聚焦电极、无结构阳极靶组成。电子或离子发射体产生的电 子束或离子束通过多缝加速电极后形成平行线电子束或离子束，在阳 极处形成有如多缝光栏结构的电子束或离子束。
本发明提供一种栅极控制电路，对电子束或离子束连续或脉冲状 态进行控制，实现对X射线的连续或脉冲辐射模式的控制。
本发明提供一种X射线探测器装置，该探测器由转换屏和信号读 出装置组成。转换屏基底材料为硅，采用各种刻蚀方法在硅材料上形 成所需结构的阵列孔，氧化后或在阵列孔内蒸镀全反射膜后在阵列孔 中填充X射线转换材料，将X射线转换为光信号。利用光学耦合系统 和CCD或CMOS面阵探测器将光信号读出。本发明提供第二种x射线探测器装置，该探测器为光电导X射线
探测器，其几何结构同第一种探测器转换屏结构，所不同的是用光电
导材料构成，将x射线转换为电信号，利用电信号读出装置将图像读出。
本发明提供一种X射线微分干涉相衬成像系统，系统包括x射线 光源、x射线滤波器、样品台、X射线相位光栅和X射线探测器。X 射线源由本发明的X射线管构成，所产生的X射线经滤波器后使X射 线满足中心波长而带宽的要求；X射线相位光栅按照中心波长和带宽 要求设计，并置于5维精密调节架上。成像物体位于X射线源和相位 光栅之间，贴近相位光栅。X射线探测器为本发明所提供的探测器。 成像时X射线管线发射体走向、相位光栅走向和X射线探测器一维空 间结构走向符合成像要求。
本发明提供第二种X射线微分干涉相衬成像系统，采用本发明的 其它结构的X射线管构成的X射线源，系统其它装置同本发明第一种 成像系统。
本发明提供第三种X射线微分干涉相衬成像系统，采用本发明的 其它X射线探测器，系统其它装置同本发明第一种成像系统。
图1本发明的系统组成示意图
图2光栅干涉条纹式X射线探测器实施例的结构示意图 图3 X射线探测器中转换屏局部结构俯视图 图4 X射线探测器中转换屏局部剖视立体5是图4填充X射线敏感材料后的局部剖面示意图
图6采用光锥耦合的X射线探测器结构示意图
附图中的图1给出一种微分干涉相衬成像系统的示意图，系统中包 括:具有线阵列结构X射线源的X射线管1-1 、带通X射线滤波器1-2、 样品台1-3、 X射线相位光栅1-4及一维空间周期性结构探测器1-5。 图2是一种光电导材料构成的X射线探测器实施例的结构示意图，由 玻璃基底2-1、介质材料2-2、结构中包括透明电极2-3、光电导材料 24和电极2-5组成；其中的T代表透明电极2-3的宽度。图3是另一 种X射线探测器实施例中转换屏的局部结构示意图，X射线荧光材料 被非荧光材料分割为阵列型多个象素单元，象素单元宽度为b，阵列 沿一维空间X轴向的周期为P2。象素单元长度为a，阵列Y轴向周期 为c，长度c的范围为(0.5-10) P2。图6是采用光锥耦合的X射线探 测器结构示意图，包括转换屏6-l、光锥6-2及阵列CCD或CMOS 探测器6-3。
下面结合附图进一步说明本发明的目的是如何实现的。
具体实施例方式
结合全部附图可以看出，本系统组成中按照X射线传播方向包括 X射线管1-1、滤波器1-2、样品台1-3、相位光栅14及X射线探测 器l-5，系统中还包括微机和配套的系统管理软件，关键在于
① 所采用的X射线管中具有焦斑呈平行线状分布的、相干高能X 射线发射体，发射角为30""50度，
② 所采用的X射线探测器具有分析光栅和探测器的双重功能，基本结构中包括平行线阵列式x射线转换屏、中继光学系统、面阵探测
器或光电导X射线探测器，X射线转换屏或光电导X射线探测器结构 组成和尺寸与上述X射线管中呈平行线状分布的、相干高能X射线发
射体对应配套。
以上所采用的特别研制的x射线管，能产生具有良好的空间相干
性、大辐射通量和宽发射角的x射线束。其中发明人提出了x射线束 线发射体阵列的概念，即x射线束的发射体是一簇平行线阵列，每条
线都是一个X射幾束的线源，其线宽范围为5 100微米，最佳化数值 范围是10~20微米;其长度范围为0. 3 2mm，优化范围是0. 6 -1.2mm。 线发射体阵列的占空比范围为10%~50%，优化占空比为20 25%。每 条线发射体的线长与物体到源的距离相比非常小，产生的X射线束在 其后的空间中呈锥束分布，并具有满足设计要求的相干长度，但各线 发射体产生的X射线锥束之间没有相干性。该X射线管为本系统的实 现奠定了基础。更加详细的内容记录在200610062487.1专利申请文献 中。
以上所釆用的X射线管是连续工作模式、或脉冲工作模式，以上 工作模式通过对设置在电子源或离子源与结构阳极之间的栅极进行控 制，实现对X射线的连续或脉冲模式的输出。
以上所采用的特别研制的X射线探测器，它的基本结构中包括平 行线阵列式X射线转换屏6-1 、中继光学系统6-2和面阵CCD或CMOS 探测器6-3，其中平行线阵列式X射线转换屏的平行线条周期结构参 数由衍射理论决定。每个周期由条带状的敏感区和非敏感区组成。非敏感区在垂直于周期结构的方向上整个长度由非荧光材料构成，对入 射的X射线不敏感；而敏感区在垂直于周期结构的方向上整个长度被 分离成一条矩形像素阵列，在每一像素区内填充对荧光材料，对入射 的X射线具有高的灵敏度。敏感区和非敏感区的宽度之和应严格等于 X射线干涉条纹的周期。
以上所述的X射线探测器中的面阵探测器是光电导X射线探测 器，以上光电导X射线探测器具有由光电导材料制成的独立单元组合 形成的阵列结构，其周期结构参数与上述X射线转换屏结构参数相一
致，也由衍射理论决定。
阵列式X射线转换屏或阵列式光电导X射线探测器的周期节距
(P2)应满足分析光栅的结构关系式P2-0.5Pi(L+dn)/L，其中P,代表
相位光栅周期节距，L为X射线源到相位光栅的距离，4为修正后的 泰伯成像距离，每个独立像素区的宽度b不大于周期节距(P2)的一 半，长度a为0.5-10倍的周期节距(P2)。
以上所述的非荧光材料是硅、锗等半导体材料或铝、不锈钢等金
属材料或玻璃等材料，非荧光材料分割的像素区内填充的荧光材料是
CsI:Tl或CsI:Na或Gd202S:Tb等在X射线激发下能产生可见或近红外 光的荧光物质。
以上所述的中继光学系统可由光锥或光导纤维面板或由二者的组 合或光学透镜组成。
所述光电导材料是非晶硒、碘化汞或碘化铅，在光电导材料上转 换形成的像素信号借助聚焦激光束或聚焦线激光束逐点或逐行读出。以上所说的具有分析光栅和探测器双重功能的x射线探测器的基
本结构由玻璃基底2-l、介质材料2-2、透明电极2-3、光电导材料2"4 和电极2-5组成，光电导材料是用非晶硒或碘化汞或碘化铅等制成， 其中透明电极2-3宽度为T与电极之间的介质材料2-2的宽度之和等 于光栅干涉条纹周期P,光电导材料信号输出是用聚焦点激光束或聚 焦线激光束逐点或逐行读出。
本系统所采用的X射线管发出的X射线光谱范围在5-120keV,所 述的相位光栅用硅或铝等材料制成、通过改变光栅的厚度使其中心波 长对应的光子能量可在7-100keV范围内调节,允许的X射线带宽为土 20%，所述的滤波器用钼、钨、铝等材料制成，由X射线管发出的X 射线通过滤波器后使X射线的中心波长和带宽与相位光栅允许的参数 相匹配，所述的X射线源、滤波器、样品台、相位光栅、X射线探测 器等配套有共轴和轴向相对位置精密调节机构。
所述的X射线源、相位光栅和阵列X射线转换屏或光电导X射线 探测器等配套有精密调节机构，使X射线源所产生的X射线呈现的平 行线状结构走向、相位光栅结构走向与阵列X射线转换屏或光电导X 射线探测器一维空间周期结构走向可精密调整，相位光栅还可以在垂 直于轴的方向上相对于阵列X射线转换屏或光电导X射线探测器实现 精密平移。
本发明提供的第一种X射线探测器转换屏结构为阵列结构，在一 维空间上具有周期性结构，在每一周期内，每个周期由条带状的敏感 区和非敏感区组成，这里的敏感是指对X光敏感。非敏感区在垂直于周期结构的方向上整个长度对入射的X射线不敏感，而敏感区在垂直
于周期结构的方向上整个长度被分离成许多像素，每个像素对入射的
X射线具有高的灵敏度。敏感区和非敏感区的宽度之和应严格等于X
射线干涉条纹的周期。转换屏非荧光材料可以是硅、锗等半导体材料 或铝、不锈钢等金属材料或玻璃等材料。用反应离子刻蚀、湿法刻蚀、 光助电化学刻蚀、感应耦合等离子体反应离子刻蚀等方法在基底材料
上刻蚀出阵列孔。孔的深度由X射线光谱范围及所用的荧光材料决定， 一般在10-500微米范围内。阵列孔中填充X射线荧光材料，荧光材料 在X射线激发下可产生可见或近红外光。当使用面积较大的转换屏时， 可以利用多个光锥将转换屏图像耦合到多个分离的面阵C C D或C M O S探测器上，
以上叙述的线阵列发射体X射线源、 一维空间周期性结构X射线 探测器及基于这些关键部件的微分干涉相衬成像系统仅是本发明示范 性实施举例。X射线源只涉及到与电子束有关的X射线管，利用离子 束的X射线管，除离子源之外，其它结构与上述利用电子束的X射线 管基本相同。另外，还需要说明的是，本发明中的基本思想和基本方 法可以有多种变化。
权利要求
1、一种X射线微分干涉相衬成像系统，系统组成中按照X射线传播方向依次排序、包括X射线管(1-1)、滤波器(1-2)、样品台(1-3)、相位光栅(1-4)及X射线探测器(1-5)，系统中还包括微机和配套的系统管理软件，其特征在于①所采用的X射线管中具有呈平行线状分布的、相干高能X射线发射体，发射角为30—50度；②所采用的X射线探测器具有分析光栅和探测器的双重功能，基本结构中包括平行线阵列式X射线转换屏、中继光学系统、面阵探测器或光电导X射线探测器，X射线转换屏或光电导X射线探测器其结构组成和尺寸与上述X射线管中呈平行线状分布的、相干高能X射线发射体及相位光栅对应配套。
2、 根据权利要求1所述的X射线微分干涉相衬成像系统，其特征在于 所采用的X射线管是连续工作模式、或脉冲工作模式，以上工作模式 通过对设置在电子源或离子源与结构阳极之间的栅极进行控制，实现 对X射线的连续或脉冲摸式X射线的输出。
3、 根据权利要求1所述的X射线微分干涉相衬成像系统，其特征在于 X射线探测器的基本结构中包括平行线阵列式X射线转换屏(6-1)、 中继光学系统(6-2)和面阵探测器(6-3)，其中平行线阵列式X射线 转换屏的平行线条周期结构决定于X射线衍射传输参数，在每一周期 内，每个周期由条带状的敏感区和非敏感区组成，非敏感区在垂直于周期结构的方向上的整个长度由对入射X射线不敏感的非荧光材料构成，而敏感区在垂直于周期结构的方向上整个长度被分离成一条矩形像素阵列，在每一像素区内填充对入射的X射线具有高灵敏度的荧光材料。
4、 根据权利要求3所述的X射线微分干涉相衬成像系统，其特征是所 述的X射线探测器中的平行线面阵探测器(6-3)是光电导X射线探 测器，以上光电导X射线探测器具有由光电导材料制成的独立单元组 合形成的平行线周期结构，该结构与上述X射线转换屏的结构相一致， 决定于X射线衍射传输参数。
5、 根据权利要求1所述的X射线微分干涉相衬成像系统，其特征在于乂X射线探测器的阵列式X射线转换屏中独立像素区具有结构，周期节 距(P2)满足分析光栅的结构关系式P2-0.5&(L+4)/L，其中Pi为相位 光栅周期节距，L为X射线源到相位光栅的距离，dn为修正后的泰伯 成像距离，每个独立像素区尺寸宽度(b)为不大于0.5倍的周期节距 (P2)，长度(a)为0.5-IO倍的周期节距(P2)。
6、 根据权利要求3所述的X射线微分干涉相衬成像系统，其特征在于 所述的非荧光材料是硅、锗等半导体材料或铝、不锈钢等金属材料或 玻璃等材料，非荧光材料分割的像素区内填充的荧光材料是CsI:Tl 或CsI:Na或Gd202S:Tb，在X射线激发下能产生可见或近红外光的荧 光物质。
7、 根据权利要求3所述的X射线微分干涉相衬成像系统，其特征在于 所述的中继光学系统可由光锥、纤维面板、光锥与纤维面板的组合或光学透镜组成。
8、 根据权利要求4所述的X射线微分干涉相衬成像系统，其特征在于 所述的光电导材料是非晶硒、碘化汞或碘化铅，在光电导材料上转换 形成的像素信号借助聚焦点激光束或聚焦线激光束逐点或逐行读出。
9、 根据权利要求1所述的X射线微分干涉相衬成像系统，其特征在于 所述的具有分析光栅和探测器双重功能的X射线探测器的基本结构由 玻璃基底(2-1)、介质材料(2-2)、透明电极(2-3)、光电导材料(24) 和电极(2-5)组成，光电导材料是用非晶硒、或碘化汞、或碘化铅制 取，其中透明电极(2-3)的宽度T与电极之间的介质材料(2-2)的 宽度之和等于光栅干涉条纹周期P，光电导材料信号输出是用聚焦点 激光束或聚焦线激光束逐点或逐行读出。
10、 根据权利要求1所述的X射线微分干涉相衬成像系统，其特征在 于所采用的X射线管发出的X射线光谱范围在5-120keV，所述的相位 光栅用硅或铝等材料制成、通过改变光栅的厚度使其中心波长对应的 光子能量可在7-100keV范围内调节，允许的X射线带宽大于±20%， 所述的滤波器用钼、钨、铝等材料制成，由X射线管发出的X射线通 过滤波器后使X射线的中心波长和带宽与相位光栅允许的参数相匹 配，所述的X射线源、滤波器、样品台、相位光栅、X射线探测器配 套有共轴和轴向相对位置精密调节机构。
11、 根据权利要求1所述的X射线微分干涉相衬成像系统，其特征在 于所述的X射线源、相位光栅和阵列X射线转换屏或光电导X射线探 测器等配套有精密调节机构，使X射线源所产生的X射线呈现的平行线状结构走向、相位光栅结构走向与阵列x射线转换屏或光电导x射线探测器一维空间周期结构走向可精密调整，相位光栅还可以在垂直于轴的方向相对于阵列x射线转换屏或光电导x射线探测器实现精密平移。
全文摘要
本发明涉及一种X射线微分干涉相衬成像系统。适用于医学和无损探伤等领域。系统组成中按照X射线传播方向包括X射线管、滤波器、样品台、相位光栅及X射线探测器，系统中还包括微机和配套的系统管理软件，关键在于①系统中采用的X射线管中具有呈平行线状分布的、相干高能X射线发射体，发射角为30-50度。②所采用的X射线探测器具有分析光栅和探测器的双重功能，基本组成中包括平行线阵列式X射线转换屏、中继光学系统和面阵探测器或包括平行线阵列式光电导X射线探测器，X射线转换屏或光电导X射线探测器其结构组成和尺寸与上述X射线管中呈平行线状分布的、相干高能X光源及相位光栅对应配套。
文档编号A61B6/03GK101413905SQ200810216469
公开日2009年4月22日 申请日期2008年10月10日 优先权日2008年10月10日
发明者鑫 刘, 牛憨笨, 郭金川 申请人:深圳大学