[發明專利]X射線放大成像系統

有效

• 申請號: 201510191710.1
• 申請日: 2015-04-21
• 公開（公告）號: CN104833686B
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 孫天希;孫學鵬;須穎;董友;劉志國
• 申請（專利權）人: 北京師范大學;天津三英精密儀器有限公司
• 主分類號: G01N23/04
• 分類號: G01N23/04;G01N23/06
• 代理公司: 北京名華博信知識產權代理有限公司 11453
• 代理人: 苗源;李冬梅

本發明公開一種X射線放大成像系統，該X射線放大成像系統包括：X射線光源；X射線光源透鏡，其入口端設置有X射線光源，用于會聚X射線光源發射的X射線并得到用于照射樣品的微焦斑相干光源；相位放大光柵，設置于樣品之后，用于收集并調制照射樣品后的X射線并產生衍射自成像效應；分析吸收放大光柵，設置于相位放大光柵之后，位于衍射自成像效應對應的自成像平面位置處，分析吸收放大光柵用于收集并處理來自相位放大光柵的X射線，將其中的相位信息轉換為可識別的光強信息；X射線探測器，設置在分析吸收放大光柵之后，靠近分析吸收放大光柵的出口端，用于探測并收集樣品的信息。本發明能大幅提高該X射線放大成像系統的分辨率和使用范圍。

技術領域

本發明涉及光學成像技術領域，特別涉及一種X射線放大成像系統。

背景技術

目前，X射線光柵在生命、能源、環境、食品等領域中具有重要應用，由于X射線光柵是非常精密的光學器件，對制作工藝的要求很高，尤其是制作高質量的二維X射線光柵的難度更大，因此，如何制作高質量的二維X射線光柵備受相關科研人員的重視。現有的制作光柵的方法主要是采用機械刻劃、全息光刻、電子束光刻、X射線光刻和微電鍍技術等，但通過這些方法制作得到的X射線光柵的“高寬比”不大，而且這些方法在制作較大“高寬比”的二維高能X射線光柵時存在困難，這主要是因為相對于低能X射線，高能X射線具有更強的穿透能力。因此，現有的X射線光柵不滿足各界對較大“高寬比”X射線光柵的要求。

另外，利用常規的X射線吸收襯度成像技術對碳、氫、氧等元素組成的物質進行X射線成像分析時，由于分辨率不高，滿足不了實際需要。此外，發展X射線相襯成像技術的另一個關鍵因素在于如何得到理想且成本相對低廉的微焦斑X射線相干光源，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。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例的目的在于提出一種X射線放大成像系統，采用具有較大高寬比的X射線放大光柵，能夠大幅提高該X射線放大成像系統的分辨率和使用范圍。

進一步來講，該X射線放大成像系統包括：X射線光源；X射線光源透鏡，其入口端設置有所述X射線光源，用于會聚所述X射線光源發射的X射線并得到用于照射樣品的微焦斑相干光源；相位放大光柵，設置于所述樣品之后，用于收集并調制照射所述樣品后的X射線并產生衍射自成像效應；分析吸收放大光柵，設置于所述相位放大光柵之后，位于所述衍射自成像效應對應的自成像平面位置處，所述分析吸收放大光柵用于收集并處理來自所述相位放大光柵的X射線，將其中的相位信息轉換為可識別的光強信息；X射線探測器，設置在所述分析吸收放大光柵之后，靠近所述分析吸收放大光柵的出口端，用于探測并收集所述樣品的信息。

可選地，在一些實施例中，所述相位放大光柵和分析吸收放大光柵為錐形多毛細管X射線光柵，分別由多根硅酸鹽玻璃或鉛玻璃單毛細管拉制而成；其中，所述相位放大光柵和分析吸收放大光柵沿各自長度方向上的外形為錐形面段、拋物線型面段或者其它二次曲面段。

可選地，在一些實施例中，所述樣品放置于所述微焦斑相干光源和相位放大光柵之間，靠近所述相位放大光柵的入口端；所述X射線探測器設置在所述分析吸收放大光柵之后靠近其出口端。

可選地，在一些實施例中，X射線放大成像系統還包括：信息處理裝置，與所述X射線探測器連接，用于提取并分析處理所述樣品的信息。

可選地，在一些實施例中，所述相位放大光柵和分析吸收放大光柵的光柵周期范圍為0.01-20微米，高寬比的范圍為10-100000；其中，所述光柵周期為相鄰單毛細管的中空通道的中心連線的長度；所述高寬比為光柵的長度與相應光柵周期的一半的比值。