光源点形状及大小对同步辐射X射线类同轴成像相位衬度的影响

In X-ray phase contrast imaging, the size of the source not only affects the spatial resolution of the image, but also strongly affects the contrast of the imaging. Therefore, using the asymmetric (horizontal and vertical size are different) source to carry out in-line phase contrast imaging, at the different distances of object to detector, different phase contrast and spatial resolution will be obtained in different directions (horizontal and vertical) . This difference reduces the overall image quality of the phase contrast imaging technology..This project, through systematic theoretical analysis, numerical simulation and experimental research, will explore the use of symmetric light source to increase the imaging contrast and spatial resolution of phase contrast in-line experiments, and reach the methodology in industrial material and biomedicine fields with symmetric light source, which will help us to design and construct the world first-class beamline for phase contrast in-line holography and tomography in China high-energy synchrotron radiation light source.

在相位衬度成像中，光源点的尺寸大小不仅影响成像的分辨率，也会强烈影响成像的衬度强弱。因此，利用不对称（水平和垂直方向大小不等）光源点实现物体的类同轴成像时，在不同的物体-探测器距离处，图像的不同方向上（水平和垂直方向）得到不同的相位衬度和空间分辨率水平。这种不同步使得相位衬度成像技术的整体成像质量变差。. 本课题通过系统的理论分析、数值模拟和实验研究，探索利用对称光源提高同轴相衬实验方法的整体成像衬度和空间分辨率的技术关键，及其在工程材料和生物医学研究中的方法学，为在我国高能同步辐射光源上设计建设世界一流的同轴相衬成像和断层成像线站打下坚实基础。

在相位衬度成像中，光源点的尺寸大小不仅影响成像的分辨率，也会强烈影响成像的衬度强弱。因此，利用不对称光源点开展物体的类同轴成像时，在不同的物体-探测器距离处，图像的不同方向上（水平和垂直方向）得到不同的相位衬度和空间分辨率水平,这种不同步使得相位衬度成像技术的整体成像质量变差。本项目对同轴相衬成像进行了理论分析和计算机模拟，研究了不同光源尺寸、物像距离、X射线能量、探测器等多个因素对同轴相衬成像衬度与空间分辨率的影响，通过在束线中设置高精度白光光阑，发展数据分析的方法学，得到了较为优化的成像条件，并开展了小鼠脑、深海动物、生物组织、工程材料等样品的高分辨同轴相衬成像，获得了较好的实验结果。在上述研究结果的指导下，参与并完成了高能光源硬X射线成像线站的初步设计报告。本项目的研究结果将为在我国高能光源上设计建设世界一流的同轴相衬成像和断层成像线站并开展高水平的成像研究打下基础。