《單次曝光X射線微分相襯成像關鍵器件研究》是依託深圳大學，由劉鑫擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：單次曝光X射線微分相襯成像關鍵器件研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉鑫
- 依託單位：深圳大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
X射線相襯成像靈敏度遠超出普通輻射成像探測靈敏度，目前已提出多種方法實現相襯成像，而最有潛力走向普通套用的方法為微分相襯成像。樣品劑量吸收和快速成像是微分相襯要廣泛套用必須克服的困難。本研究項目提出一種新型X射線探測器，配合一定周期相位光柵，建立單次曝光微分相襯成像系統，以降低物體對X射線劑量的吸收。項目主要研究內容包括：（1）特殊周期陣列轉換屏探測特定周期光柵微分干涉條紋原理研究；（2）物體單次曝光相位恢復算法；（3）相位光柵、轉換屏製作工藝；（4）系統集成及樣品實驗，包括探測系統電路軟、硬體設計及光學耦合效率分析。項目的單次曝光成像技術創新性在於：樣品對X射線劑量吸收低；無需納米位移平台，系統成本低，機械穩定性要求低，成像速度快；X射線利用率提高近50%。項目研究推動X射線微分相襯的實用化。
結題摘要
X射線相襯成像能對弱吸收物體成像, 近十多年來受到國內外眾多研究者的廣泛關注。有多種方法可以實現X射線相襯成像，微分相襯是一種基於光柵的相襯成像技術。成像系統中關鍵器件為相位光柵，物體位於相位光柵前時，物體的存在會扭曲這些規則的干涉條紋，而條紋扭曲的程度則與物體的相位一階分布相關。一般用多步相移算法物體相位信息，光柵橫向移動多次，採集多幅物體圖像，從多幅圖像中計算出物體相位信息。因為物體會曝光多次，增加了物體對X射線劑量的吸收，同時對瞬間成像無能為力。對此我們提出單次曝光的相襯成像方法，分別在成像原理，關鍵器件製作，器件工藝及成像系統搭建開展研究工作，成功獲得物體單次曝光相襯成像圖完成了成計畫目標。1成像理論。（1）利用光柵干涉同探測器大小相配合，探測的每個像素探測干涉的半個周期，相鄰的兩個像素則可實現兩步相移法，恢復出物體的吸收及微分相襯信息。（2）轉換屏同可見光探測器相配合的方法，實現多步相移的相位恢復算法。（3）吸收光柵同可見光探測器相配合的方法，實現多步相移的相位恢復算法。2加工工藝。完善光助刻蝕工藝，完成矽基光柵、深孔陣列的製作，深孔填充工藝。光柵加工面積可以達到8英寸。我們提出一種納米金屬粒子吸收光柵填充工藝。將鉍納米顆粒均勻分散到液體載體中,在表面張力的作用下,攜帶著鉍顆粒的液體載體進入高深寬比的光柵結構內,載體到 達的地方,顆粒便可沉降積累,在超聲空化效應的作用下,其間液體中的微小氣泡被壓縮、內爆並形成渦流, 擾動周圍沉降的顆粒,逐漸使其間隙壓縮,進而獲得緻密排列。3成像系統建立。建立一套單次曝光成像系統，編寫相關的軟體，包括控制、採集及相位恢復算法，成功獲得物體微分相襯圖像，完成計畫目標。本項目發表論文9篇，SCI收錄5篇，EI收錄4篇，申請專利5項。畢業碩士研究生3名，博士研究生1名,博士後出站一名。
