[发明专利]一种快速扇束几何相位衬度CT成像装置和方法

权利要求书

1.一种快速扇束几何相位衬度CT成像装置，用于对物体进行三维相衬成像，其特征在 于，该装置沿光路依次包括X光源(S)、样品平台(P)、相位光栅(G₁)、分析光栅(G₂)以及探测 器(D)，其中：

X光源(S)，用于向被检测物体发射X光；

样品平台(P)，用于固定物体；

相位光栅(G₁)，为π相移光栅或π/2相移光栅，用于调制入射X光的波前相位；

分析光栅(G₂)，为吸收光栅，与相位光栅(G₁)自成像图像产生大周期莫尔条纹，便于低 分辨率探测器探测物体信息；

探测器(D)，用于记录通过物体和光学系统的X光强度。

2.根据权利要求1所述的快速扇束几何相位衬度CT成像装置，其特征在于，相位光栅 (G₁)、分析光栅(G₂)的占空比均为0.5。

3.根据权利要求1所述的快速扇束几何相位衬度CT成像装置，其特征在于，相位光栅 (G₁)、分析光栅(G₂)以及探测器(D)均为柱面光学元件。

4.根据权利要求1所述的快速扇束几何相位衬度CT成像装置，其特征在于，相位光栅 (G₁)的曲率半径为R₁，位于以X光源(S)为原点、R₁为半径的圆弧上，分析光栅(G₂)的曲率半 径为R₂，且位于以X光源(S)为原点、R₂为半径的圆弧上。

5.根据权利要求1所述的快速扇束几何相位衬度CT成像装置，其特征在于，相位光栅 (G₁)和分析光栅(G₂)的周期小于10μm。

6.根据权利要求1所述的快速扇束几何相位衬度CT成像装置，其特征在于，探测器(D) 像素尺寸范围为20μm～100μm。

7.根据权利要求1所述的快速扇束几何相位衬度CT成像装置，其特征在于，相位光栅 (G₁)和分析光栅(G₂)周期满足关系，其中，d₁为相位光栅(G₁)周期，d₂为分析 光栅(G₂)周期，R₁和R₂分别为X光源(S)到相位光栅(G₁)以及相位光栅(G₁)到分析光栅(G₂)的 距离，当相位光栅(G₁)产生π/2相移时，η＝1；当相位光栅(G₁)产生π相移时，η＝2。

8.根据权利要求1所述的快速扇束几何相位衬度CT成像装置，其特征在于，相位光栅 (G₁)和分析光栅(G₂)间距R₂满足Talbot距离N＝1,3,5,7...

N为Talbot自成像级次，d₁为相位光栅(G₁)周期，d₂为分析光栅(G₂)周期,λ为X光波长。