[发明专利]基于曲率传感技术的X射线单次曝光成像装置及方法

权利要求书

1.一种基于曲率传感技术的X射线单次曝光成像装置，其特征在于,包括X射线源(1)、扩束器(2)、供被测物体(4)放置的第一三维平移台(3)、聚焦透镜Ⅰ(5)、三焦点聚焦透镜(6)、聚焦透镜Ⅱ(7)、探测器(9)、供该探测器(9)放置的第二三维平移台(8)和计算机(10)；

所述的X射线源(1)发出的光脉冲经过所述的扩束器(2)进行扩束，扩束后的光束作为入射光束；

所述的入射光束入射到所述的被测物体(4)，经该被测物体(4)透射后，依次经过所述的聚焦透镜Ⅰ(5)、三焦点聚焦透镜(6)和聚焦透镜Ⅱ(7)到达所述的探测器(9)；

所述的聚焦透镜Ⅰ(5)、三焦点聚焦透镜(6)和聚焦透镜Ⅱ(7)构成一个4f系统，且所述的三焦点聚焦透镜(6)位于该4f系统的频谱面上，所述的4f系统具有三个像面，沿入射光束方向依次为第一像面IP₁、第二像面IP₂和第三像面IP₃，第一像面IP₁和第二像面IP₂之间的距离与第二像面IP₂和第三像面IP₃之间的距离均为△z，且△z＞0；

所述的被测物体(4)放置于所述的4f系统的物面上，所述的探测器(9)位于所述的4f系统的第二像面IP₂上；

所述的探测器(9)的输出端与所述的计算机(10)的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的基于曲率传感技术的X射线单次曝光成像装置，其特征在于,所述的扩束器(2)、聚焦透镜Ⅰ(5)、三焦点聚焦透镜(6)、聚焦透镜Ⅱ(7)和探测器(9)与所述的X射线源(1)匹配。

3.根据权利要求1所述的基于曲率传感技术的X射线单次曝光成像装置，其特征在于,所述的计算机(10)具有相应数据记录采集与处理软件，用来记录强度图与数据处理。

4.利用权利要求1-3任一所述的基于曲率传感技术的X射线单次曝光成像装置进行成像的方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

1)开启X射线源(1)，该X射线源(1)发出的光脉冲经所述的扩束器(2)扩束后入射到所述的被测物体(4)；

移动第一三维平移台(3)和第二三维平移台(8)，使所述的探测器(9)上出现该被测物体(4)的强度图，该强度图中包含不重叠的两个衍射强度区域I₁(x,y)，I₂(x,y)和一个像面强度区域I₀(x,y)，(x,y)为记录面的空间坐标分布；

2)计算机(10)接收探测器(9)输出的强度图，并计算曲率波前传感信号S(x,y)，公式如下：

式中，z为X射线源(1)的传播方向；

3)计算被测物体(4)的相位分布公式如下：

其中，和分别表示傅里叶变换和逆傅里叶变换，k_x和k_y是空间频率；

4)计算被测物体(4)的复振幅分布U(x,y)，即成像，公式如下：