X射线成像方法的研究.pdf

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1、中国科学技术大学硕士学位论又X射线成像方法的研究作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：侯琪珥光学与光学工程系吴白玉教授AugustoMarcelli教授2012年1O月IIIIIIIIIIIIJIIIIIIIJY2254776UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationformaster’SdegreeX—rayImagingtechnique一，_一，_一一Author’SName：QiyueHouSpeciality：OpticsandOpticsen

2、gineering一Supervisor：Prof．ZiyuWuProf．AugustoMarcelliFinishedtime：Oct．2012inct12●中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：签字日期：中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技

3、术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。口公开口保密(年)作者签名：签字日期：导师签名：签字日期：摘要自从康拉德伦琴发现了X射线，它就开始在我们的日常生活中发挥巨大的作用：它让我们身体不可视的东西可见，在飞行中提高我们的安全，并且能够对

4、很多材料进行无损检测。X射线成像迄今已经在很多行业包括医药和工业中不可或缺，而X射线相位衬度成像从90年代中期开始引起了人们的兴趣，因为它对微弱吸收的材料如生物软组织也有很高的灵敏度，因而X射线相位衬成像主要应用在医学和生物领域，目前为止在同步辐射光源以及实验室光源下已经具有X射线相位衬度的实验装置。本文的主要内容是对两种X射线成像方法⋯X射线透射显微镜和X射线光栅相衬成像方法进行了理论研究，得到了一些结果：1．在X射线透射显微镜中，我们提出了利用高分辨物镜波带片和同步辐射光源实现快速、低剂量成像方法，通过理论模拟计

5、算讨论了物镜波带片分辨率对其成像装置性能的影响，包括图像衬度、信噪比以及曝光时间等关键参数，并将其推广到X射线泽尼克相衬透射显微镜用来进一步降低剂量和曝光时间。2．在X射线泽尼克相衬透射显微镜中，我们提出物体相位信息的定量提取方法，利用计算机三维断层重建，得到样品折射率信息的三维空间分布信息，用于样品内不同特征的识别与区分。3．对于达芬奇的扭摆器光源的参数进行了分析和讨论，提出了泰伯一劳光栅相衬成像装置的设计方案；另外，讨论了太赫兹波段的可能性。光栅相衬成像方法与可调谐的大功率太赫兹自由激光光源结合，可在二维非相干探

6、测器的条件下进行太赫兹光谱成像。关键词：X射线透射显微镜；泽尼克相衬成像；X射线光栅相衬成像；太赫兹光谱成像；同步辐射；自由电子激光摘要AbstractABSTRACTSincethefirstX-rayphotographtakenbyWilhelmConradRontgen，morethanacenturyago，theroleofX—rayhasinourdailylifecontinusouslyimagingtobecomealmostindispensableinmanyapplications．111e

7、yallowimagingbonesandorgansinsidehumanbodiesordetecthazardousmaterialsinanon-destructivewayinmanyapplications．Nowadays，X-rayimaginghasreallyakeyroleinmedicineandindustry．Frommid-1990sonwards，thediscoveryofX—rayPhaseContrastandtheassociatedimagingtechniqueattrac

8、tedalotofinterestbecauseofmeirhighersensitivitytoweaklyabsorptionmaterialssuchaSbiologicaltissuesandlowZmaterials．Therefore。thePhaseContrastmethodfounda10tofapplicationsinbi