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线焦斑X射线源成像

刘鑫 易明皓 郭金川

线焦斑X射线源成像

刘鑫, 易明皓, 郭金川
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  • 为解决普通X射线源光通量和空间相干性的矛盾,本文提出一种焦斑为线状的新型X射线源.理论上,本文所提的射线焦斑为理想的线,沿线方向上提供高通量光子;垂直线方向光源为空间相干光,可为系统提供高分辨率图像.沿着线方向上,图像会损失细节,为补偿该方向上图像的损失,利用旋转叠加的方法,重构出高分辨率图像.在频率域,分析了旋转叠加空间频率传递函数值的分布特性,其结果表明:相对单个图像,频率传递函数在频域的各个方向,传递函数特性有大幅度提高,从而可以传递图像高空间频率成分.基于普通X射线管,实现了该种射线源,并利用实验验证了该方法的有效性.
      通信作者: 郭金川, jcguo@szu.edu.cn
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号:2012CB825804)和国家自然科学基金(批准号:61571305,61101175)资助的课题.
    [1]

    Huang J H, Du Y, Lei Y H, Liu X, Guo J C, Niu H B 2014 Acta Phys. Sin. 63 168702(in Chinese)[黄建衡, 杜杨, 雷耀虎, 刘鑫, 郭金川, 牛憨笨2014物理学报63 168702]

    [2]

    Zhang X D, Xia C J, Xiao X H, Wang Y J 2014 Chin. Phys. B 23 044501

    [3]

    Han Y, Li L, Yan B, Xi X Q, Hu G N 2015 Acta Phys. Sin 64 058704(in Chinese)[韩玉, 李磊, 闫镔, 席晓琦, 胡国恩2015物理学报64 058704]

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    Gureyev T E, Wilkins S W 1998 J. Opt. Soc. Am. A 15 579

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    Gureyev T E, Nesterets Y I, Stevenson A W, Miller P R, Pogany A, Wilkins S W 2008 Opt. Express 16 322

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    Pogany A, Gao D, Wilkins S W 1997 Rev. Sci. Instrum. 68 2774

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    Nesterets Y I, Wilkins S W, Gureyev T E, Pogany A, Stevenson A W 2005 Rev. Sci. Instrum. 76 093706

    [8]

    Paganin D, Mayo S C, Gureyev T E, Miller P R, Wilkins S W 2002 J. Microscopy 206 33

    [9]

    Wilkins S W, Gureyev T E, Gao D, Pogany A, Stevenson A W 1996 Nature 384 335

    [10]

    Momose A, Kawamoto S, Koyama I, Hamaishi Y, Takai K, Suzuki Y 2003 Jpn. J. Appl. Phys. 42 L866

    [11]

    Weitkamp T, Diaz A, David C, Pfeiffer F, Stampanoni M, Cloetens P, Ziegler E 2005 Opt. Express 13 6296

    [12]

    Zhu P P, Zhang K, Wang Z L, Liu Y J, Liu X S, Wu Z Y, McDonald S A, Maronec F, Stampanonic F 2010 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 107 13576

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    Berujon S, Ziegler E, Cerbino R, Peverini L 2012 Phys. Rev. Lett. 108 158102

    [14]

    Zanette I, Zdorab M C, Zhou T H, Burvall A, Larssond D H, Thibaultc P, Hertzd M H, Pfeiffera F 2015 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 112 12569

    [15]

    Munro P R, Ignatyev K, Speller R D, Olivo A 2012 Proc. Natl. Acad. Sci. 109 13922

    [16]

    Chapman D, Thomlinson W, Johnston R E, Washburn D, Pisano E, Gmr N, Zhong Z, Menk R H, Arfelli F, Sayers D 1997 Phys. Med. Biol. 42 2015

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    Toth R, Kieffer J C, Fourmaux S, Ozaki T, Krol A 2005 Rev. Sci. Instrum. 76 083701

    [18]

    Mayo S C, Stevenson A W, Wilkins S W 2012 Materials 5 937

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    [20]

    Born M, Wolf E 1999 Principles of Optics (Oxford:Cambridge University Press) p459

    [21]

    Liu X 2007 Ph. D. Dissertation (Wuhan:Huazhong University of Science and Technology)(in Chinese)[刘鑫2007博士学位论文(武汉:华中科技大学)]

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    [15] 闻铭武, 杨笑微, 王占山. 基于X射线塔尔博特效应的纳米光栅制作模拟研究. 物理学报, 2015, 64(11): 114102. doi: 10.7498/aps.64.114102
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-06-01
  • 修回日期:  2016-07-07
  • 刊出日期:  2016-11-05

线焦斑X射线源成像

  • 1. 深圳大学光电工程学院, 光电子器件与系统(教育部/广东省)重点实验室, 深圳 518060
  • 通信作者: 郭金川, jcguo@szu.edu.cn
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(批准号:2012CB825804)和国家自然科学基金(批准号:61571305,61101175)资助的课题.

摘要: 为解决普通X射线源光通量和空间相干性的矛盾,本文提出一种焦斑为线状的新型X射线源.理论上,本文所提的射线焦斑为理想的线,沿线方向上提供高通量光子;垂直线方向光源为空间相干光,可为系统提供高分辨率图像.沿着线方向上,图像会损失细节,为补偿该方向上图像的损失,利用旋转叠加的方法,重构出高分辨率图像.在频率域,分析了旋转叠加空间频率传递函数值的分布特性,其结果表明:相对单个图像,频率传递函数在频域的各个方向,传递函数特性有大幅度提高,从而可以传递图像高空间频率成分.基于普通X射线管,实现了该种射线源,并利用实验验证了该方法的有效性.

English Abstract

参考文献 (21)

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