专利名称：倾斜光栅和用于生产倾斜光栅的方法
技术领域：
本发明涉及相衬成像。具体而言，本发明涉及用于相衬成像装置的光栅、包括这种光栅的相衬成像装置以及制造用于相衬成像装置的光栅的方法。
背景技术：
为了利用电磁辐射检查感兴趣对象，可以使用可见或不可见光或X射线。X射线微分相衬成像(DPCI)使通过扫描对象的相干X射线的相位信息可视化。除经典X射线透射成像之外，DPCI不仅确定了扫描对象沿投影线的吸收性质，而且确定了透射的X射线的相移，从而提供了变量的额外信息，其可用于对比度增强、材料组成或减小剂量。最近，瑞士Villingen 的 Paul-Scherrer Institute 的小组介绍了 DPCI 的实现 (例如，参见EP 1731099 AUEP 1879020 Al、Pfeiffer 等人Nature Physics2，258 (2006))。尽管较早的微分或非微分PCI方法可能存在需要高度单色且相干X射线源的问题，但以上方法可以允许使用标准的X射线源，即X射线管，并利用可以确保通过小开口的相干性的额外的源光栅。在要成像的感兴趣对象后方，放置相移光栅(Gl)(充当“分束器”)。所得的干涉图样(参见图2)包含关于其极小值和极大值的相对位置中的射束相移 (通常约为几个微米)的所需信息。由于普通X射线探测器(典型分辨率约为150μπι)不能分辨这种精细结构，所以利用相位分析器光栅(也称为“吸收器光栅(absorber grating) G2”)对干涉采样，该光栅的特征是透射和吸收条带的周期性图样，其中周期性类似于干涉图样的周期性。类似的周期性在光栅后方产生具有大得多的周期性的Moire图样，其可以通过普通X射线探测器探测到(参见图3)。为了获得微分相移，分析器光栅(吸收器光栅)G2需要横向移位光栅节距P (通常约为Iym)的分数倍，这称为“相位步进”。可以从针对分析器光栅的每个位置测量的特定Moire图样提取相移。在扩展中，也可以执行利用硬X射线的相移的计算机断层摄影。不过，尤其是在锥形射束几何结构的情况下，在视场(FOV)中心外部的区域中可能出现强的相衬失真。
发明内容
可能希望有一种产生具有较少相衬失真的图像的成像系统。本发明涉及用于用于检查感兴趣对象的相衬成像装置的光栅、具有这种光栅的相衬成像装置以及制造这种光栅的方法。在从属权利要求中阐述了本发明示范性实施例的更多特征。应当指出，在下文中例如相对于相位光栅描述的特征也可以是成像装置的部分， 反之亦然。此外，在下文中相对于一个或多个光栅描述的所有特征与制造一个或多个光栅的相应方法步骤相关。根据本发明的示范性实施例，提供了一种用于用于检查感兴趣对象的相衬成像装
4置的光栅，所述光栅具有在将所述光栅安装在所述成像装置中时布置在朝向辐射源的方向上的主轴。该光栅包括晶片材料，以及在所述晶片材料内部并具有第一方向上的深度的第一沟槽，其中所述第一方向与所述主轴不同，从而使得所述第一沟槽相对于所述主轴倾斜。换言之，沟槽不是通过简单地在主轴方向上“挖入”衬底中而钻成或刻蚀或“制造” 的，而是相对于主轴成倾斜角度。主轴通常垂直于衬底的表面。应当指出，“沟槽”不必被钻入或刻蚀到衬底中，还可以通过向衬底上生长沟槽壁来在衬底上“生长”沟槽。一种可能性可以是预制造步骤，其中在衬底上提供材料牺牲层，向其中切出用于随后的沟槽壁的间隙(例如，通过电子束光刻，继之以适当的刻蚀步骤)。然后，在下一步骤中，可以通过例如溅射来在衬底上生长出沟槽壁。在第三步骤中，如有必要， 可以去除剩余的牺牲层。应当进一步指出，光栅被定义为具有沟槽的结构，可以用空气填充沟槽以实现相位光栅或利用吸收材料填充沟槽以实现吸收光栅。在光栅是分段或二维结构的情况下，主轴是对于个体段的主轴。于是，层的生长是对刻蚀的替代，尽管对于生产而言，其与在硅中刻蚀相比可能花费更多时间。如塑料/金属的3D印刷或激光烧结的方法也是可能的，甚至对于小于50 μ m 的特征尺寸。精细粉末颗粒尺寸可以允许烧结这样较小的结构。根据本发明的另一示范性实施例，该光栅包括在晶片材料内部的第二沟槽。第一沟槽相对于主轴倾斜第一角度，而第二沟槽相对于主轴倾斜第二角度。所述第一角度小于所述第二角度。根据本发明的另一示范性实施例，提供了沟槽序列，其中所述沟槽序列中的每个沟槽相对于(可能分段的)主轴倾斜相应角度，其中所述相应角度从沟槽到沟槽增大。换言之，在从沟槽移动到沟槽时，每个下一沟槽都比前面的沟槽倾斜更多一点。例如，第一沟槽相对于主轴倾斜-20°的角度(在将光栅插入成像装置中时，其指向电磁辐射源)，下一沟槽仅倾斜-19. 9999°，下一沟槽倾斜-19. 9998°，以此类推。中央的沟槽不倾斜，中央沟槽的下一沟槽倾斜0.0001°，以此类推，其中最后的沟槽倾斜+20°。如果观看一个光栅，该光栅沟槽到沟槽的距离为1 μ m,从源到光栅/探测器的距离大约为lm，且探测器尺寸大约为30cm，那么从沟槽到沟槽的角倾斜要小得多——在每个沟槽0.0001°到0.001°的范围中更大——因此从结构到结构实现了非常精确的对准和修改。这可以允许以聚焦几何结构的成像装置的操作。根据本发明的另一示范性实施例，沟槽是线性沟槽，例如在垂直于主轴的平面中彼此平行地布置它们。换言之，在沿着光栅的主轴观看时，每个沟槽沿着垂直于主轴的平面线性延伸并被布置成平行于其他沟槽(尽管大部分沟槽相对于主轴方向是倾斜的)。根据本发明的另一示范性实施例，光栅的主轴垂直于光栅的表面。根据本发明的另一示范性实施例，提供了一种用于检查感兴趣对象的相衬成像装置。该装置包括用于发射辐射束的源、用于探测辐射的探测器和定位于源和探测器之间的相位光栅。探测器适于在辐射通过感兴趣对象和相位光栅(Gl)之后探测辐射。此外，相位光栅具有聚焦几何结构。
根据本发明的另一示范性实施例，该成像装置具有锥形射束几何结构，例如C臂系统或CT系统。根据本发明的另一示范性实施例，该成像装置适于是Talbot干涉测量成像装置的形式。根据本发明的另一示范性实施例，该成像装置具有从源指向探测器的光轴，其中光栅具有主轴，在将光栅安装在成像装置中时，主轴布置在光轴的方向上。相衬成像装置的相位光栅是上文已经描述且将在下文中更详细描述的光栅之一。根据本发明的另一示范性实施例，该成像装置包括第二光栅，第二光栅是位于探测器前方且在第一光栅Gl后方的吸收光栅(G2)。第二光栅也具有聚焦几何结构。具体而言，第二光栅G2可以与上文和下文所述的光栅具有相同的特征。根据本发明的另一示范性实施例，所述成像装置还包括第三光栅，第三光栅是吸收光栅(GO)，其具有梯形几何结构并位于源和相位光栅之间，并且允许对相位光栅的至少部分相干的照射。应当指出，所述光栅可以是一维光栅，也可以是二维光栅。根据本发明的另一示范性实施例，该成像装置还包括致动器，例如压电致动器或步进电动机，其中源发射的辐射束具有光轴，且其中步进电动机适于垂直于源发射的辐射束的光轴移动光栅GO、Gl或G2中的至少一个和/或通过将光栅倾斜特定角度来改变对于入射辐射束的有效沟槽深度，例如，用于使光栅中的透射长度适应于能量相关相移。成像装置可以包括适于旋转相位光栅Gl和/或吸收光栅G2的电动机或致动器。 而且，可以提供两个电动机或致动器，每个用于一个光栅，或甚至两个用于每个光栅，以控制两个方向上的角倾斜。于是，即使在测量期间也可能控制角度α (光栅法线和从源发射的射线之间的角度)。根据本发明的另一示范性实施例，所述源是X射线源，其中所述装置适于作为X射线微分相衬成像装置。根据本发明的另一示范性实施例，所述成像装置适于作为光学成像装置，其中源为光源。在这种情况下，用于探查感兴趣对象的辐射是波长在例如400nm到1，400nm范围中的光学辐射束。根据本发明的另一示范性实施例，提供了一种用于制造上文和下文描述的用于用于检查感兴趣对象的相衬成像装置的光栅的方法。该方法包括如下步骤利用激光束向晶片材料中写入第一沟槽或沟槽结构，以及通过刻蚀使所写入的第一沟槽的表面平滑，从而优化几何结构/精整，其中第一沟槽在第一方向上具有深度，其中第一方向与主轴不同，从而使得第一沟槽相对于主轴倾斜第一角度。此外，该方法可以包括额外步骤写入相对于主轴全部倾斜的额外沟槽。在从沟槽移动到沟槽时，每个沟槽可以倾斜多一点。于是，例如，可以提供2D结构或圆。此外，该方法可以包括额外步骤利用吸收材料填充至少第一沟槽(例如所有沟槽)。如上所述，在使用矩形结构光栅时，利用Talbot干涉仪的X射线微分相衬成像的性能可能受到中心FOV外部区域中的强相衬劣化的影响。对于非聚焦光栅G0、G1和G2，可能始终会发生这种相衬强劣化，因为矩形结构在相对于光轴具有特定角度的投影中创建梯形轮廓。可以将以下内容视为本发明的要点提供了一种激光支持的方法，结合专用刻蚀过程来创建这种聚焦光栅结构。由于刻蚀过程是一种各向同性的过程，所以需要使沟槽沿优选方向进入硅中。有可能在硅中钻孔，还可能利用激光或其他电磁辐射束方法对区域进行结构化。不过，激光钻孔的表面结构可能不如光栅所需的那样完美。所提议的方法是至少两个步骤的组合1.沿着光栅线方向将沟槽“写入”硅晶片中，但从沟槽到沟槽具有稍微增大的角度。这给出了整体结构的大致“聚焦”方向。在沟槽“写入”过程期间，必须要将激光聚焦到硅内部的不同深度，而且必须要使射束形状适于在沟槽侧面实现几乎很大的轮廓线。通过执行激光的光学透镜系统的自适应位置相关聚焦来使射束形状适于得到预定义的射束轮廓(以预定义的束宽聚焦到材料内部的特定深度)。2.后期处理步骤是刻蚀步骤，以“清洁”和平滑表面并优化光栅结构。例如，根据几何结构、硅晶片(晶体结构)与沟槽结构的对准，还根据沟槽轮廓和几何结构，可以使用湿法或DRIE刻蚀(如已知的Bosch过程那样)。各向异性和各向同性处理步骤的这种组合允许对晶片材料进行预定义的结构化， 以构建用于预期相衬成像系统的聚焦结构。还应当指出，可以借助于电子束光刻而不是向晶片材料中写入沟槽结构的激光束写入来制造光栅G0、G1、G2。例如，可以使用电子束去除或暴露衬底或其上的光致抗蚀剂层的特定区域。为了以期望的变化的倾斜角α “写入”沟槽，可以在定位设备上安装衬底，该定位设备不仅适于在三维空间中线性定位衬底，而且适于旋转衬底，从而可以提供入射电子束和衬底表面之间的不同角度。为了以高精确度提供衬底的这种定位，可以使用基于所谓的“滑动粘附 (slip-stick)”技术的旋转器和线性定位器。例如，可以从attotube systems AG公司获得这种纳米定位器。在电子束光刻之后，且在去除暴露的光致抗蚀剂之后，可以执行溅射步骤以便在衬底上生长倾斜的沟槽。在剥离步骤之后，可以通过例如对应的刻蚀步骤来使生长的沟槽的表面平滑化。本发明的另一要点是将具有“倾斜”沟槽的这种光栅用于相衬成像，例如X射线微分相衬成像。为了进一步改善图像质量，第一吸收光栅GO可以具有梯形几何结构(对称的，甚至不对称的)。在射束内部以受控方式倾斜成像系统的光栅的一个优点是，可以在沟槽的物理深宽比相同的情况下获得更高的有效设计能量，并且可以针对专用能量参数调谐系统而无需修改光栅几何结构。参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将显而易见并得以阐明。在下文中将参考附图描述本发明的示范性实施例。
图IA示出了用于根据本发明的成像装置的DPCI ；图IB示出了图IA所示的设置的截面；
图IC示出了以矩形非倾斜几何结构的光栅GO、Gl和G2的截面；图2示出了 Gl和G2之间创建的干涉图样；图3示出了通过移位吸收光栅G2探测“微分相衬”；图4示出了具有非倾斜沟槽的光栅的一部分；图5示出了用于根据本发明示范性实施例的成像装置的设置；图6示出了具有平行沟槽的光栅的另一截面；图7示出了根据本发明示范性实施例具有角倾斜沟槽的光栅的截面；图8示出了后期处理之后图7光栅的截面；图9示出了以梯形几何结构的吸收光栅GO的截面；图10示出了辐射以法线方向碰撞的光栅的透视图；图11示出了辐射相对于法线方向以角度α碰撞的图10的光栅；图12Α示出了用于根据本发明示范性实施例的成像装置的不同设置；图12Β示出了用于根据本发明另一示范性实施例的成像装置的设置；图12C示出了根据本发明另一示范性实施例具有相位光栅和吸收光栅的成像装置的设置；图13示出了根据本发明示范性实施例的方法的流程图。附图标记列表100 相位光栅Gl200 吸收光栅G2300 吸收光栅GO101-113 倾斜沟槽401 辐射束的源或焦斑402 探测器403 感兴趣对象404 光轴901-908 梯形沟槽1000 光栅1001 表面法线1002入射束1003角度 α1201衬底1202,1203 沟槽1301,1302 方法步骤
具体实施例方式附图中的图示是示意性的，并非按比例绘制。在不同的附图中，为类似或等同的元件提供相同的附图标记。图IA示出了用于微分相衬成像的测量设置(DPCI设置)。该成像装置包括由焦斑 401表征的电磁辐射源，例如X射线源或光源。在源的后方，布置吸收或源光栅300 (GO)以
8实现空间射束相干性。由焦斑401表征所用的非相干X射线源。源发射的辐射束具有光轴 404。首先，射束通过吸收光栅300。然后，射束通过感兴趣对象403，并且然后通过相位光栅IOO(Gl)。之后，射束通过布置在成像探测器402前方的第二吸收光栅200 (G2)。相位光栅100适于产生Gl和G2之间的干涉图样。图IB示出了图IA的成像布置的截面。光栅300具有第一节距pQ，相位光栅100 具有第二节距P1，且第二吸收光栅200具有第三节距p2。光栅300、100之间的距离为1，且光栅100和200之间的距离为d，其对应于Talbot距离。图IC示出了三个光栅300、100、200的截面。从图IC可以看出，光栅300和200
填充有金。其中(中间的)相位光栅100具有未被填充但被刻蚀到硅衬底中的沟槽。图2示出了在Gl和G2之间创建的干涉图样，其展示了以特征距离屯、d2和d3的光栅的“自我成像”效应(Talbot效应)。极小值和极大值的相对位置取决于入射在Gl上的波前的相移。在当前使用的DPCI设置中，Cl1通常约为几个cm。图3在垂直于光轴的截面图中示出了通过沿垂直于光轴且垂直于光栅线取向的方向X移位吸收光栅G2来探测“微分相衬”。可以从所测量的Moire图样的相移φ2 _ Cpi提取两个位置“ 1，，和“2”处的波前相位差异，这里针对了四个采样位置X1到X4。实现用于人类成像的系统的关键课题之一是对较大对象成像所需的锥形射束几何结构，例如在乳房摄影或神经应用中。对于非聚焦光栅，通常会看到在中心FOV外部区域中有强烈的相衬劣化，因为矩形结构在与光轴成特定角度的投影中创建梯形轮廓。为了适应于锥形射束几何结构，可能需要针对光栅GO、Gl和G2具有聚焦沟槽结构。可以使用湿法刻蚀(例如，借助于加热的氢氧化钾(KOH)溶液，该溶液可用于硅的结晶学刻蚀)或DRIE (深度反应离子刻蚀)方法向硅晶片中刻蚀具有高深宽比的沟槽。预定义节距内的规则结构是关键参数。由于对于刻蚀的深宽比的要求以及稍后对于利用吸收材料的填充的要求相当高，所以通常将光栅实现为具有平行结构(参见图4)。根据本发明，光栅的结构化获得了聚焦的光栅几何结构。由于刻蚀过程是一种各向同性的过程，所以可能需要使沟槽沿优选方向进入硅中。有可能在硅中钻孔，还可能利用激光对区域进行结构化。不过，激光钻孔的表面结构可能不如光栅所需的那样完美。于是，执行以下两个步骤1.沿着光栅线方向将沟槽“写入”硅晶片中，但从沟槽到沟槽具有稍微增大的角度。这给出了整体结构的大致“聚焦”方向。在沟槽“写入”过程期间，必须要将激光(或其他适当的电磁辐射源)聚焦到硅内部的不同深度，而且必须要使射束形状适于在沟槽侧面实现几乎平直的轮廓线。2.后期处理步骤是刻蚀步骤，以“清洁”和平滑表面并优化光栅结构。以下附示了光栅和测量布置的几何结构。图5示出了用于根据本发明示范性实施例的成像装置的测量设置。在光轴的方向上，在X射线源401后方布置源光栅300 (GO)。接下来，射束透射过感兴趣对象403。接下来，射束通过相位光栅100 (Gl)，随后是吸收光栅200 (G2)，之后被探测到。图6示出了具有平行沟槽的光栅的截面。光轴404(与主轴相同)和沟槽之间的角度为0度。换言之，沟槽是非倾斜沟槽。图7示出了角倾斜沟槽的截面(未按比例)，该角倾斜沟槽是通过激光束(聚焦到所述深度并且倾斜)形成的并位于晶片材料701内部。每个沟槽101到113都具有相对于光轴或主轴404的不同倾斜角度。从图7可以看出，激光束的入射角与每个沟槽的倾斜角对应。不过，在激光束写入之后，沟槽壁可能不够平滑，无法实现最佳图像质量。图8示出了利用适当刻蚀步骤进行后期处理之后图7所示的光栅100、200的截面。现在沟槽101到113的壁是平滑的。结构化技术的另一扩展获得了 GO光栅300的聚焦和梯形设计。除了聚焦设计之夕卜，针对每个沟槽901-908的梯形形状允许X射线或其他电磁辐射射束在更宽的角分布中通过，即，增大了这种GO光栅的输出。这可以通过针对“Bosch”过程中的隔离步骤减小刻蚀的参数，利用深度反应离子刻蚀(DRIE刻蚀)技术来执行。通过这种方式，可以实现更闭合(或开放)的沟槽几何结构。这在图9中示出。将X射线微分相衬成像向较高X射线能量转变的障碍是生产具有高深宽比的相位光栅和吸收光栅。如果保持这两个光栅之间的距离不变，相位光栅的深宽比R如Ev2这样增大，其中E是X射线能量。根据很多因素，如节距(几微米的范围内)、表面粗糙度等，用硅制成的光栅的现有技术制造的深宽比R的极限当前介于15和20之间。因此，可用于DPC 的能量范围当前结束在大约30到40keV。换言之，针对恒定(pi)相移，沟槽深度与E成比例，并且，由于Talbot条件，深度如l/sqrt(E)那样变化。在下文中，公开了一种克服以上限制的简单而有效的方式，从而允许更高X射线能量下的应用而不需要借助于具有更高物理深宽比的光栅(自适应于能量)。尤其是相位光栅可以自适应地相对于X射线谱的选定平均能量而倾斜。在DPC的通常理念中，X射线光子垂直于光栅表面入射。上述以及下述本发明中的中心思想在于，通过绕着既垂直于入射X射线的方向又垂直于由光栅线确定的方向的轴旋转光栅，在相对于入射X射线的给定角度对准光栅法线。这可以通过旋转光栅或如图12C 所示地通过相对于衬底表面并因此相对于主轴倾斜光栅来实现。从图10可以看出，有效深宽比Reff通过Rf = R/cos α而与物理深宽比R相关，其中α 1003是入射射线1002和光栅法线1001之间的角度(参见图11)。光栅用数字1000表不。换言之，在图11的情况中，有效深宽比Rf比入射射束平行于表面法线1001的图 10所示的情况高1/cos α倍。由于相位光栅和吸收光栅是Talbot干涉仪的一部分，所以两个光栅都应当相对于入射X射线倾斜，同时保持彼此平行。对于小角度α，还保持探测器平行于光栅可能是可行的(参见图12a)。不过，对于更高的角度，可以保持探测器402垂直于系统的光轴或主轴404 (X射线传播方向)。例如参见图12B。在这种情况下，可能需要校正相位/吸收光栅对100、200前后的传播的不同长度。
从图12C可以看出，光栅100、200和探测器402都可以布置成垂直于入射X射线 404。不过，光栅100、200具有相对于光轴404倾斜的沟槽101、102、103、104等，使得沟槽壁不和光轴104在同一平面中。附图标记1202、1203示出了沟槽的两个壁，它们可以生长在衬底1201上。或者，可以在上述刻蚀过程中刻蚀出沟槽。图12C的实施例减小了相位光栅100和吸收光栅200之间的距离，并且允许直接在吸收光栅200 (G2)的后方定位探测器402。图13示出了本发明的示范性实施例的流程图。在步骤1301中，由受控的激光束或其他辐射束预制造或“写入”沟槽。在步骤1302中，通过刻蚀对沟槽进行后期处理以使表面平滑。本发明适用于基于如Pfeiffer等人在Nature Physics 2，258 (2006)中公开的那类光栅干涉仪的成像系统。具体而言，本发明可以应用于所有与微分相衬成像相关的模态中，S卩，在静止透射几何结构(即乳房摄影，荧光检查等)中，而且可以应用于计算机断层摄影和相关的旋转X 射线成像技术中。应当指出，“包括”不排除其他元件或步骤，单数冠词不排除复数。此外，还可以将关联不同的实施例描述的要素进行组合。还应当指出，不应将权利要求中的附图标记解释为对权利要求的范围构成限制。
权利要求
1.一种制造用于相衬成像装置的光栅(100)的方法，该相衬成像装置用于检查感兴趣对象，所述光栅(100)具有在将所述光栅安装在所述成像装置中时布置在朝向辐射源的方向上的主轴，所述方法包括如下步骤利用电磁辐射束向晶片材料中写入至少第一沟槽(101)； 通过刻蚀技术使所写入的第一沟槽表的面平滑； 其中，所述第一沟槽(101)具有第一方向上的深度；其中，所述第一方向与所述主轴不同，从而使得所述第一沟槽(101)相对于所述主轴倾斜第一角度。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括如下步骤 利用吸收材料填充至少第一沟槽(101)。
3.一种用于相衬成像装置的光栅，该相衬成像装置用于检查感兴趣对象，所述光栅 (100)具有在将所述光栅安装在所述成像装置中时布置在朝向辐射源的方向上的主轴，所述光栅(100)包括晶片材料(701)；在所述晶片材料(701)内部并在第一方向上具有深度的第一沟槽(101)； 其中，所述第一方向与所述主轴不同，从而使得所述第一沟槽(101)相对于所述主轴倾斜。
4.根据权利要求3所述的光栅，其是由根据权利要求1或2所述的方法制造的。
5.根据权利要求3和4之一所述的光栅，还包括 在所述晶片材料(701)内部的第二沟槽(102)； 其中，所述第一沟槽(101)相对于所述主轴倾斜第一角度； 其中，所述第二沟槽(102)相对于所述主轴倾斜第二角度； 其中，所述第一角度小于所述第二角度。
6.根据权利要求3到5之一所述的光栅，还包括 沟槽序列(101-113)，其中，所述沟槽序列中的每个沟槽相对于所述主轴倾斜相应角度，并且其中，所述相应角度从沟槽到沟槽增大。
7.根据权利要求3到6之一所述的光栅，其中，所述光栅(100)允许以聚焦几何结构的所述成像装置的操作。
8.根据权利要求3到7之一所述的光栅，其中，所述沟槽是以聚焦几何结构的线性沟槽、梯形沟槽和不对称沟槽中的至少一种。
9.根据权利要求3到8之一所述的光栅，其中，所述光栅(100)的所述主轴垂直于所述光栅(100)的表面。
10.一种用于检查感兴趣对象的相衬成像装置，所述装置(400)包括 用于发射辐射束的源(401)；探测器(402)；定位于所述源(401)和所述探测器(402)之间的光栅(100，200)； 其中，所述探测器(402)适于在所述辐射已经通过所述感兴趣对象(403)和所述光栅 (100,200)之后探测所述辐射；其中，所述光栅(100，200)具有聚焦几何结构；其中，所述光栅(100，200)具有主轴，在将所述光栅安装在所述成像装置中时，所述主轴布置在朝向辐射源的方向上，所述光栅包括 晶片材料(701)；在所述晶片材料(701)内部并在第一方向上具有深度的第一沟槽(101)； 其中，所述第一方向与所述主轴不同，从而使得所述第一沟槽(101)相对于所述主轴倾斜。
11.根据权利要求10所述的成像装置，还包括 沟槽序列(101-113)，其中，所述沟槽序列中的每个沟槽相对于所述主轴倾斜相应角度，并且其中，所述相应角度从沟槽到沟槽增大。
12.根据权利要求10和11之一所述的成像装置，还包括第二光栅(200)，所述第二光栅是定位在所述探测器(402)前方的吸收光栅(G2)； 其中，所述第二光栅(200)也具有适应于所述光栅位置的聚焦几何结构。
13.根据权利要求10到12之一所述的成像装置，还包括第三光栅(300)，所述第三光栅(300)是吸收光栅(GO)，其具有梯形几何结构并定位在所述源(401)和所述相位光栅(100)之间，并且允许对所述相位光栅(100)的至少部分相干的照射。
14.根据权利要求10到13之一所述的成像装置，还包括 至少一个致动器或步进电动机(408)；其中，由所述源发射的所述辐射束具有光轴(404)；其中，所述致动器或步进电动机适于进行如下操作中的至少一项垂直于由所述源发射的所述辐射束的所述光轴移动所述相位光栅(100)和所述第二光栅(200)中的至少一个，以及通过将所述光栅倾斜到特定角度来改变对于入射辐射束的有效沟槽深度。
15.根据权利要求10到13之一所述的成像装置， 其中，所述源(101)是χ射线源；并且其中，所述装置适于作为基于χ射线的微分相衬成像装置。
全文摘要
本发明涉及使通过扫描对象的相干辐射的相位信息可视化的相衬成像。聚焦光栅被使用，其减少了与光轴成特定角度的投影中梯形轮廓的创建。结合专用刻蚀过程使用激光支持的方法来创建这种聚焦光栅结构。
文档编号G02B5/18GK102460237SQ201080026946
公开日2012年5月16日 申请日期2010年6月9日 优先权日2009年6月16日
发明者E·勒斯尔, G·福格特米尔, J-P·施洛姆卡, K·J·恩格尔, T·克勒 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司