[发明专利]光栅剪切二维成像系统及光栅剪切二维成像方法

权利要求书

1.一种光栅剪切二维成像系统，其特征在于，包括：

光源装置，用于产生多缝光源，每条缝光源都产生照射分束光栅的X射线光束；

分束光栅，用于将所述光束分束为一维周期性光束阵列；

样品台，用于承载样品；

分析光栅，用于产生不同的光强背景，增强或抑制样品的折射信号或散射信号；

探测器，用于探测光强的背景和空间位置的变化，采集所述样品在不同光强背景下的投影像。

2.根据权利要求1所述的光栅剪切二维成像系统，其特征在于，所述光源装置包括点光源或缝光源，或所述光源装置包括扩展光源和光源光栅，或所述光源装置为具有光源光栅互补结构的栅条靶；所述光源光栅用于将所述扩展光源分割为一维多缝光源，或所述栅条靶直接产生一维多缝光源。

3.根据权利要求1所述的光栅剪切二维成像系统，其特征在于，所述样品台设置于分束光栅与光源装置之间并且紧邻分束光栅设置；或所述样品台设置于分束光栅与分析光栅之间并且紧邻分束光栅设置。

4.根据权利要求2所述的光栅剪切二维成像系统，其特征在于，

所述光源光栅贴近所述光源放置；所述光源光栅的栅条宽大于或等于缝宽，或所述栅条靶的栅条小于或等于缝宽；

所述光源光栅、所述分束光栅和所述分析光栅均为吸收光栅或所述分束光栅为相位光栅，所述光源光栅和所述分析光栅为吸收光栅；和/或，

所述光源光栅或所述栅条靶的周期与所述分析光栅的周期形成针孔成像关系，针孔是分束光栅上的任意一条缝；和/或，

所述分束光栅和分析光栅之间的距离为0.1～5米；和/或，

所述分束光栅的周期为1～100微米；和/或，

所述分束光栅的栅条宽和缝宽相等；和/或，

所述分析光栅的周期等于所述分束光栅周期的几何投影或几何投影的二分之一；和/或，

所述分析光栅的栅条宽和缝宽相等；和/或，

所述探测器贴近所述分析光栅放置；和/或，

所述探测器包括多个探测单元构成的一维线阵或二维面阵，

所述栅条靶为将靶光源与光源光栅集成为一体设置的结构。

5.根据权利要求2所述的光栅剪切二维成像系统，其特征在于，在所述光源光栅或分束光栅或所述分析光栅为吸收光栅时，其栅条厚度为至少使透过光强衰减到入射光强的10%所需的厚度;在所述分束光栅为相位光栅时，其栅条厚度需能够使透过光束获得π或π/2的相移。

6.一种光栅剪切二维成像方法，其特征在于，包括：

调整光源装置，使所述光源装置产生的光束照射分束光栅；

调整分束光栅，使分束光栅平面垂直于所述光束中心传播方向，并将所述光束分束为一维周期性光束阵列；

调整分析光栅，使所述分析光栅对准所述分束光栅产生的一维光束阵列；

测量位移曲线：在无样品时，通过探测器探测背景光强的变化，在垂直光束传播方向的平面内沿着垂直于栅条的方向移动所述光源光栅或栅条靶或分束光栅或分析光栅，调整分析光栅和分束光栅产生的一维光束阵列之间的剪切位移，探测器测得背景光强随剪切位移变化的位移曲线；

探测器采集样品的投影像：把分析光栅和所述分束光栅产生的一维光束阵列之间的剪切位移调整在背景光强满足成像要求的采集位置，放入样品，通过所述探测器采集所述样品在不同光强背景下的投影像。

7.根据权利要求6所述的光栅剪切二维成像方法，其特征在于，所述光源装置包括扩展光源和光源光栅，或所述光源装置为具有光源光栅互补结构的栅条靶，所述“调整光源装置，使所述光源装置产生的光束照射分束光栅”具体为“调整光源和光源光栅，使光源光栅将所述光源分割成一维多缝光源，或调整栅条靶产生的一维多缝光源，使每条缝光源都能产生光束照射分束光栅”。

8.根据权利要求6所述的光栅剪切二维成像方法，其特征在于，

所述光强背景包括：亮场背景、暗场背景和/或半亮场背景；所述半亮场背景包括右半亮场背景和/或左半亮场背景，或者包括上半亮场背景和/或下半亮场背景；

所述采集投影像包括：采集所述样品在所述亮场背景下的亮场像、在所述暗场背景下的暗场像、和/或在所述半亮场背景下的半亮场像；所述半亮场像包括：左半亮场像和/或右半亮场像，或者包括上半亮场像和/或下半亮场像。