分析吸收光柵5的長度分別為h、hl和h2，于是定義:h、hl、h2分別與相應(yīng)的光柵周期的一半的比值為各種光柵對應(yīng)的“高寬比”。例如，多毛細(xì)管X射線相位光柵4的高寬比為其長度hi與光柵周期的一半的比值。
[0064]需要說明的是，上述各實施例中，多毛細(xì)管X射線光柵的光柵周期范圍可為0.01-30微米，高寬比的范圍可為5-90000。另外，多毛細(xì)管X射線光柵沿垂直于其中心對稱軸線的界面的直徑范圍為1-700毫米，適用X射線的能量范圍為0.l-200keV。
[0065]作為一種可選的實施方式，上述各實施例中，可采用具有以下參數(shù)的多毛細(xì)管X射線光柵:
[0066]I)多毛細(xì)管X射線源光柵2的光柵周期為6-10微米，高寬比為2000-5000。多毛細(xì)管X射線源光柵2沿垂直于其中心對稱軸線的界面的直徑為10毫米，適用能量為20、60、80keV的X射線。
[0067]2)多毛細(xì)管X射線相位光柵4的光柵周期為4-8微米，高寬比為1000-4000，多毛細(xì)管X射線相位光柵4沿垂直于其中心對稱軸線的界面的直徑為11毫米，適用能量為20、40、70keV 的 X 射線。
[0068]3)多毛細(xì)管X射線分析吸收光柵5的光柵周期為3-7微米，高寬比為700-1500，多毛細(xì)管X射線光柵沿垂直于其中心對稱軸線的界面的直徑為12毫米，適用能量為20、30、50keV的X射線。
[0069]以上各實施例是本實用新型的發(fā)明人經(jīng)過反復(fù)試驗與研究得到的，利用多毛細(xì)管X射線光柵進(jìn)行相襯成像的方法和系統(tǒng)，具有巨大的潛在應(yīng)用，特別是利用具有較大“高寬比”的高能X射線光柵。
[0070]另外，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，基于現(xiàn)有技術(shù)，發(fā)展X射線相襯成像技術(shù)的另一個關(guān)鍵因素在于如何得到高功率的相干光，而比較理想的相干光是同步輻射光源，但同步輻射造價昂貴，不便于推廣。對此，為便于推廣的X射線相襯成像技術(shù)，本實用新型采用毛細(xì)管X射線光柵結(jié)合實驗室普通X射線光管得到高功率相干光。鑒于上述特點，我們設(shè)計了基于該種光柵的X射線光柵相襯成像系統(tǒng)。
[0071]此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，上述各實施例的成像系統(tǒng)中還可包括其他有助于成像的輔助器件，如試驗臺、各光學(xué)元件的支架配件、調(diào)整裝置配件等，這屬于本領(lǐng)域常用的器件，因此不再作進(jìn)一步說明。
[0072]綜上，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型各實施例提出的X射線光柵成像系統(tǒng)具有以下優(yōu)點:
[0073]本實用新型提出的X射線光柵成像系統(tǒng)采用具有較大“高寬比”的多毛細(xì)管X射線光柵，可大幅提高該系統(tǒng)的分辨率，具有高分辨率的X射線光柵成像系統(tǒng)的使用范圍廣，并且可以采用實驗室X射線光管，提高性能的同時還能降低造價成本，便于推廣，具有潛在重要應(yīng)用和廣泛使用范圍。
[0074]以上僅為本實用新型的實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種X射線光柵成像系統(tǒng)，其特征在于，包括: X射線光源⑴； 多毛細(xì)管X射線源光柵(2)，其入口端設(shè)置有所述X射線光源(1)，用于會聚所述X射線光源(I)發(fā)射的X射線并得到用于照射樣品(3)的相干光； 多毛細(xì)管X射線相位光柵(4)，設(shè)置于所述樣品(3)之后，用于收集并調(diào)制照射所述樣品(3)后的X射線產(chǎn)生衍射自成像效應(yīng)； 多毛細(xì)管X射線分析吸收光柵(5)，設(shè)置于所述多毛細(xì)管X射線相位光柵(4)之后，位于所述衍射自成像效應(yīng)對應(yīng)的自成像平面位置處，所述多毛細(xì)管X射線分析吸收光柵(5)用于收集并處理所述多毛細(xì)管X射線相位光柵(4)射出的X射線，將其中的相位信息轉(zhuǎn)化為可識別的光強(qiáng)信息； X射線探測器(6)設(shè)置在所述多毛細(xì)管X射線分析吸收光柵(5)之后，用于探測并收集所述樣品(3)的信息。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線光柵成像系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 信息處理裝置，與所述X射線探測器(6)連接，用于提取并分析處理所述樣品(3)的信息。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線光柵成像系統(tǒng)，其特征在于，所述樣品(3)放置于所述多毛細(xì)管X射線源光柵(2)和多毛細(xì)管X射線相位光柵(4)之間，靠近所述多毛細(xì)管X射線相位光柵(4)的入口端；所述X射線探測器(6)設(shè)置在所述多毛細(xì)管X射線分析吸收光柵(5)之后靠近其出口端。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的X射線光柵成像系統(tǒng)，其特征在于: 所述多毛細(xì)管X射線源光柵(2)沿其長度方向上的外形為圓柱型面段、拋物線型面段或者其它二次曲面段；和/或， 所述多毛細(xì)管X射線相位光柵(4)和所述多毛細(xì)管X射線分析吸收光柵(5)沿各自長度方向上的外形均為圓柱形面段；其中，所述多毛細(xì)管X射線相位光柵(4)入口端和出口端的直徑相同；所述多毛細(xì)管X射線分析吸收光柵(5)入口端和出口端的直徑相同。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的X射線光柵成像系統(tǒng)，其特征在于，所述多毛細(xì)管X射線源光柵(2)、所述多毛細(xì)管X射線相位光柵(4)及所述多毛細(xì)管X射線分析吸收光柵(5)為多毛細(xì)管X射線光柵，由多根硅酸鹽或鉛玻璃單毛細(xì)管拉制而成。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的X射線光柵成像系統(tǒng)，其特征在于: 所述多毛細(xì)管X射線光柵的光柵周期范圍為0.01-30微米，高寬比的范圍為5-90000 ;其中，所述光柵周期為相鄰單毛細(xì)管的中空通道的中心連線的長度；所述高寬比為所述多毛細(xì)管X射線光柵的長度與相應(yīng)光柵周期的一半的比值；和/或， 所述多毛細(xì)管X射線光柵沿垂直于其中心對稱軸線的界面的直徑范圍為1-700毫米，適用X射線的能量范圍為0.l-200keV。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的X射線光柵成像系統(tǒng)，其特征在于，所述多毛細(xì)管X射線源光柵(2)中每根單管的中空內(nèi)經(jīng)的直徑為w，X射線的波長為λ，所述多毛細(xì)管X射線相位光柵⑷的光柵周期為P，則所述多毛細(xì)管X射線源光柵⑵和所述多毛細(xì)管X射線相位光柵(4)之間的距離L彡wp/λ。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的X射線光柵成像系統(tǒng)，其特征在于: 所述多毛細(xì)管X射線源光柵(2)的入口焦距F的取值范圍為1-20厘米、入口端直徑d的取值范圍為2-8毫米、出口端直徑D的范圍為0.2-40厘米、光柵長度h的取值范圍為0.1-25 厘米； 所述多毛細(xì)管X射線相位光柵(4)中，沿光柵水平中心周線方向上的長度為hi的取值范圍為0.1-15厘米，入口端和出口端的直徑相同且取值范圍為0.2-40厘米； 所述多毛細(xì)管X射線分析吸收光柵(5)中，沿光柵水平中心周線方向上的長度為h2的取值范圍為0.1-10厘米，入口端和出口端直徑相同且取值范圍為0.2-40厘米。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的X射線光柵成像系統(tǒng)，其特征在于: 所述多毛細(xì)管X射線源光柵(2)的光柵周期為6微米，高寬比為2000 ;所述多毛細(xì)管X射線源光柵(2)沿垂直于其中心對稱軸線的界面的直徑為10毫米； 所述多毛細(xì)管X射線相位光柵(4)的光柵周期為4微米，高寬比為1000，所述多毛細(xì)管X射線相位光柵(4)沿垂直于其中心對稱軸線的界面的直徑為11毫米； 所述多毛細(xì)管X射線分析吸收光柵(5)的光柵周期為3微米，高寬比為700，多毛細(xì)管X射線光柵沿垂直于其中心對稱軸線的界面的直徑為12毫米。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的X射線光柵成像系統(tǒng)，其特征在于: 所述多毛細(xì)管X射線光柵沿垂直于其水平中心線方向的橫截面的外形為正六邊形；構(gòu)成所述多毛細(xì)管X射線光柵的中空單毛細(xì)管的輪廓外形為六角形或圓形； 其中，構(gòu)成所述多毛細(xì)管X射線光柵的多個單毛細(xì)管緊密排列，位于中心位置的單毛細(xì)管為一根，其所在的層數(shù)定義為1，則從內(nèi)向外各層上的單毛細(xì)管的數(shù)目為6(n-l)，其中η為層數(shù)，n > 1，各單毛細(xì)管的內(nèi)徑大小相同。
【專利摘要】本實用新型公開一種X射線光柵成像系統(tǒng)，該X射線光柵成像系統(tǒng)包括：X射線光源；多毛細(xì)管X射線源光柵，其入口端設(shè)置有X射線光源，用于會聚X射線光源發(fā)射的X射線并得到用于照射樣品的相干光；多毛細(xì)管X射線相位光柵，設(shè)置于樣品之后，用于收集并調(diào)制照射樣品后的X射線產(chǎn)生衍射自成像效應(yīng)；多毛細(xì)管X射線分析吸收光柵，設(shè)置于相位光柵之后，用于收集相位光柵射出的X射線并進(jìn)行處理，將其中的相位信息轉(zhuǎn)化為可識別的光強(qiáng)信息；X射線探測器，設(shè)置在分析吸收光柵之后，用于探測并收集樣品的信息。本實用新型的X射線光柵成像系統(tǒng)采用具有較大“高寬比”的多毛細(xì)管X射線光柵，不僅可提高分辨率，還能降低造價成本，便于推廣。
【IPC分類】G01N23/20
【公開號】CN204758507
【申請?zhí)枴緾N201520243659
【發(fā)明人】孫天希, 孫學(xué)鵬, 須穎, 董友, 劉志國
【申請人】北京師范大學(xué), 天津三英精密儀器有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年4月21日