基于暗场成像方法的X射线散射因子三维重建研究

在X射线成像方法学研究过程中，基于吸收和相位衬度的成像机制研究得到了广泛的重视并获得了较为系统的研究结果，散射信息成像是近几年开始受到重视的X射线成像机制。已有研究结果显示：由于散射信号对几十纳米到几个微米尺度范围的密度变化特别敏感，因此散射机制成像特别适合于对样品中这一尺寸范围的结构细节进行表达。与吸收像和相位像相比，散射像可以从不同的层面给出样品的结构信息，因此散射可以作为重要的成像机制在X射线成像中发挥作用。目前，散射衬度成像的研究主要集中在基于分析晶体成像和光栅成像领域，已经获得了初步的结果，但尚存在实验过程复杂、样品所受剂量高等阻碍实用化的关键问题。在已有研究基础上，本项目拟发展新的研究思路和理论方法，找到简便的、可实用化的散射信号分离实验方法和散射源分布三维重建方法，建立包括样品吸收、相位和散射信息的X射线成像理论方法，为新型X射线成像方法的实用化做出创新水平的研究工作。

从X射线与物质的相互作用出发，基于衍射增强成像和光栅干涉仪成像两种X射线成像方法，对样品的散射衬度成像开展了理论和实验研究，建立了只利用三张投影像即可获得样品的吸收、折射和散射信息的成像方法。利用北京同步辐射装置X射线成像实验站的实验条件对所建立的成像方法进行了实验验证，同时与利用现有的多图像方法获得的吸收、折射和散射信息成像结果进行了定量化比较。结果表明：利用本项目所提方法获得的样品的吸收、折射和散射信息可与现有的多图像方法得到的吸收、折射和散射信息相比较。.本项目建立的成像方法只需要利用三张投影像即可同时获得样品的吸收、折射和散射信息。与现有的多图像成像方法相比，本项目提出的方法具有实验方法简便、样品所受辐射剂量低等优点，不但有利于开展相关信息的定量化实验，而且有利于该种方法的实用化推广。