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原文传递基于光强传输方程的X射线单次曝光成像装置及方法

专利名称：	基于光强传输方程的X射线单次曝光成像装置及方法
摘要：	一种基于光强传输方程的X射线单次曝光成像装置及方法，包括X射线源、扩束器、第一三维平移台、被测物体、第一单焦点光子筛聚焦透镜、双焦点光子筛聚焦透镜、第二单焦点光子筛聚焦透镜、第二三维平移台、X射线探测器和计算机，本发明可用于从X射线到太赫兹波段的成像；成像方法单光路操作简单，只需记录单幅强度图，可实时在线快速地实现被测物体相位图像的准确再现，特别适用于动态物体的成像和观测；成像方法对X射线源相干性要求低，X射线源可为相干X射线源和部分相干X射线源；能够快速准确的利用记录的强度图恢复得到物体的相位图像，可以避免多次操作提高成像装置的鲁棒性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	中国科学院上海光学精密机械研究所
发明人：	张军勇;张秀平;张艳丽;周申蕾;朱健强
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-23T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-15T00:00:00+0800
申请号：	CN201910664559.7
公开号：	CN110455834A
代理机构：	上海恒慧知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	张宁展
分类号：	G01N23/04(2018.01);G;G01;G01N;G01N23
申请人地址：	201800上海市嘉定区清河路390号
主权项：	1.一种基于光强传输方程的X射线单次曝光成像装置，其特征在于,包括X射线源(1)、扩束器(2)、供被测物体(4)放置的第一三维平移台(3)、第一单焦点光子筛聚焦透镜(5)、双焦点光子筛聚焦透镜(6)、第二单焦点光子筛聚焦透镜(7)、第二三维平移台(8)、计算机(10)，以及固定在所述的第二三维平移台(8)上的X射线探测器(9)；所述的X射线源(1)发出的光脉冲经过所述的扩束器(2)进行扩束，扩束后的光束作为入射光束，该入射光束能够覆盖被测物体(4)；所述的入射光束入射到所述的被测物体(4)，经该被测物体(4)透射后，依次经过所述的第一单焦点光子筛聚焦透镜(5)、双焦点光子筛聚焦透镜(6)和第二单焦点光子筛聚焦透镜(7)到达所述的X射线探测器(9)；所述的第一单焦点光子筛聚焦透镜(5)、双焦点光子筛聚焦透镜(6)和第二单焦点光子筛聚焦透镜(7)构成4f系统，且所述的双焦点光子筛聚焦透镜(6)放置在该4f系统的频谱面上；所述的4f系统具有两个像面IP1和IP2，两像面的间距△z大于0；所述的被测物体(4)放置于所述的4f系统的物面上，所述的X射线探测器(9)位于所述的4f系统的像面IP1或IP2后方光路上；所述的X射线探测器(9)的输出端与所述的计算机(10)的输入端连接；所述的计算机(10)具有相应数据记录采集与处理软件，用来记录强度图与数据处理。 2.根据权利要求1所述的基于光强传输方程的X射线单次曝光成像装置，其特征在于，所述的X射线源(1)为相干X射线源和部分相干X射线源。 3.利用权利要求1所述的基于光强传输方程的X射线单次曝光成像装置进行成像的方法，其特征在于该方法包括下列步骤： 1)将被测物体(4)固定在所述的第一三维平移台(3)上，将所述的X射线探测器(9)固定在所述的第二三维平移台(8)上；开启所述的X射线源(1)，该X射线源(1)发出的光脉冲经所述的扩束器(2)扩束后入射到所述的被测物体(4)；移动所述的第一三维平移台(3)和第二三维平移台(8)，使所述的X射线探测器(9)上出现该被测物体(4)的强度图，该强度图具有两个不重合的衍射图和像面图；由所述的X射线探测器(9)记录所述的强度图； 2)从所述的强度图中分别提取一个衍射强度区域和一个像面强度区域，表示为I(x，y)和I0(x，y)，其中，(x，y)为记录面的空间坐标分布； 3)计算被测物体(4)的相位分布即成像，公式如下：其中，和分别表示傅里叶变换和逆傅里叶变换，kx和ky是空间频率，k为X射线源(1)的波数，可表示为k＝2π/λ(λ为X射线源(1)的平均波长)，z为X射线源(1)的传播方向。
所属类别：	发明专利