[发明专利]一种X射线微分相位衬度显微镜系统及其二维成像方法

摘要

本发明公开了一种X射线微分相位衬度显微镜系统及其二维成像方法，所述X射线微分相位衬度显微镜系统包括：用于产生X射线的光源；以及沿X射线传播方向依次设置的聚光镜、中心光阑、分束光栅、针孔、样品台、物镜、环形分析光栅和成像探测器。本发明的有益效果是：该X射线微分相位衬度显微镜系统，仅在传统的X射线显微镜中增加分束光栅和环形分析光栅，就能实现相位衬度定量成像，具有结构简单、易于推广的优点。另外，可以将X射线光源、聚光镜、分束光栅集成为一个X射线环形栅源元件，则整个X射线微分相位衬度显微镜系统长度可以进一步缩短，不仅可以降低X射线显微镜系统的制造成本，而且光的利用效率也能进一步提高。

主权项

1.一种X射线微分相位衬度显微镜系统，包括：用于产生X射线的光源；以及沿X射线传播方向依次设置的聚光镜、中心光阑、分束光栅、针孔、样品台、物镜、环形分析光栅和成像探测器，其中：所述用于产生X射线的光源为单色X射线光源；所述聚光镜为椭球毛细管、锥形毛细管、波带片或者其它具有聚焦功能的X射线光学元件，用于产生照明样品的聚焦光束；所述中心光阑位于所述聚光镜出口中心，用于阻挡来自所述X射线光源的直通光，形成照明样品的空心锥光束；所述分束光栅为周期为微米量级的吸收光栅，位于所述中心光阑后，用于对来自所述聚光镜和所述中心光阑的空心锥光束进行分束，使其成为具有空间周期结构的空心锥光束；所述针孔位于所述分束光栅后，用于阻挡来自所述X射线光源的直通光和杂散光；所述样品台位于物面，用于承载样品，并能平移和旋转样品；所述物镜为波带片或其它具有X射线透镜成像功能的光学元件，用于把位于物面的具有纳米量级的样品结构，放大为像面上具有微米量级结构的像，使具有微米量级像素的成像探测器能拍摄样品的放大像，并使所述分束光栅被空心锥光束照明的环形部分在物镜后焦面附近形成环形光栅像及环形光栅像光束；所述环形分析光栅为周期为微米或者亚微米量级的吸收光栅，位于所述物镜后焦面附近，其形状和尺寸与所述分束光栅在物镜后焦面附近的环形光栅像相同，用于对所述物镜后焦面附近的环形光栅像光束进行滤波；所述成像探测器位于像面，用于拍摄样品的二维放大像。