基於強度關聯量子成像的X射線非相干衍射成像技術研究

《基於強度關聯量子成像的X射線非相干衍射成像技術研究》是依託中國科學院上海光學精密機械研究所，由喻虹擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於強度關聯量子成像的X射線非相干衍射成像技術研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：喻虹
• 依託單位：中國科學院上海光學精密機械研究所

項目摘要

量子成像在理論上具有大大超越經典光學系統的成像能力，能使成像質量突破目前的經典理論極限。本項目旨在將量子成像方法引入X 光衍射成像領域，研究基於強度關聯量子成像的X 光非相干衍射成像技術，利用X 光的量子特性，使得採用非相干X 光源，獲取非周期性結構、大尺寸、厚樣品的納米分辨圖像成為可能，在物理、化學、材料、納米及生命科學等諸多領域內具有廣闊的套用前景。.本項目研究擬進行贗熱X光強度關聯衍射成像實驗研究，並準確定量模擬研究X 光強度關聯非相干衍射成像全過程，分析成像質量與光源性質、系統參數之間的關係，得到獲取較高成像信噪比和解析度的方法，完成基於強度關聯量子成像的同步輻射X 光非相干衍射成像實驗系統的設計與參數最佳化。並且，將壓縮採樣方法引入X 光強度關聯衍射成像，降低所需採樣樣本數，減小樣品的輻射損傷，實現對物體傅立葉變換譜的超分辨測量。

結題摘要

基於強度關聯量子成像的鬼成像技術在理論上具有大大超越經典光學系統，實現超越Nyquist採樣極限的成像能力，在遙感、超分辨顯微、形態識別等領域都已經取得了大量的研究進展。本項目旨在將鬼成像引入X光衍射成像領域，研究基於強度關聯量子成像的X光非相干衍射成像技術。 本項目在上海同步輻射裝置上研究了硬X光散斑形成機制，採用微孔薄膜衍射方案獲取了可控的穩定X光散斑場（波長0.1nm），進行了贗熱X光強度關聯衍射成像實驗演示，獲得復振幅樣品的傅立葉變換衍射像。對實際非理想輻射場及成像光學元件情況下的X光強度關聯衍射成像系統進行了研究，模擬研究了同步輻射X光強度關聯非相干衍射成像過程，X光散斑作為準均勻平面光源的自由傳播過程，部分相干X光對鬼成像的影響；分析了成像質量與光源性質、系統參數之間的關係，得到了獲取較高成像對比度的方法；並將壓縮採樣方法引入X 光強度關聯衍射成像，探索提高X光鬼成像採樣效率和成像質量的途徑。項目研究使得採用空間非相干X光源獲取非周期性結構、大尺寸、厚樣品的納米分辨圖像成為可能，在物理、化學、材料、納米及生命科學等諸多領域內具有廣闊的套用前景。