[发明专利]使用平面几何结构的光栅设备进行X射线相衬成像和暗场成像的方法

权利要求书

1.一种用于X射线的设备，所述X射线特定地是硬X射线，所述设备用于从样本获取定量的X射线图像，所述设备包括：

a）X射线源（X射线）；

b）至少两个光栅构成的光栅组（分别为G0、G1和G2，以及G1和G2）；

c）具有空间调制检测灵敏度的位置灵敏检测器（PSD），所述位置灵敏检测器（PSD）具有多个单独像素；

d）用于记录所述检测器（PSD）的图像的装置；

e）用于估计一系列图像中的每个像素的强度以将用于每个单独像素的对象的特征标识为吸收主导像素和/或差分相位衬度主导像素和/或X射线散射主导像素的装置；

f）其中，通过从0到π或2π连续地或逐步地旋转所述样本或相对于所述样本从0到π或2π连续地或逐步地旋转所述设备和所述源，采集所述一系列图像；

g）其中，根据新的平面几何结构来制造所述光栅组的所述光栅（G0（如果需要）、G1和G2）或所述光栅组的一部分，在所述新的平面几何结构中所述X射线平行于衬底穿过所述光栅；

h）从而，所述光栅结构沿着X射线路径延伸，所述X射线路径确定这些光栅结构对X射线造成的相移和衰减，所述X射线路径不再由所述结构的厚度给定，而是由所述光栅结构的长度给定。

2.根据权利要求1所述的设备，所述设备在所谓的“近场区域”或在“Talbot区域”中操作。

3.根据权利要求1-2所述的设备，其中，G1是为吸收光栅或相位光栅的线光栅（G1），线光栅（G1）是低吸收光栅但是产生大量的X射线相移，所述相移优选地是π或π的奇数倍。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，G2是具有高的X射线吸收衬度的线光栅，G2的周期与G1的自成像的周期相同，G2紧密地布置于所述检测器（PSD）的前面，G2的线与G1的线平行。

5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，对于近场区域操作，所述光栅之间的距离在所述区域内自由选择，而对于Talbot区域操作，所述光栅之间的距离根据以下公式来选择：

Dn,sph=L·DnL-Dn=L·n·p12/2η2λL-n·p12/2η2λ]]>

其中，n=1,3,5……，并且

其中，l=1,3,5……，D_n是在使用平行X射线束时的奇分数Talbot距离，而D_n，sph是在使用扇形或锥形X射线束时的奇分数Talbot距离，L是所述源与所述G1之间的距离。

6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述光栅结构是通过平面技术制造的。

7.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，吸收光栅和相移光栅中的任一个或者二者是通过平面方法制造的。