The invention relates to an X-ray single exposure imaging device and method based on the light intensity transmission equation, which comprises an X-ray source, a beam expander, a first three-dimensional translation stage, a tested object, a first single focus photon sieve focusing lens, a two focus photon sieve focusing lens, a second single focus photon sieve focusing lens, a second three-dimensional translation stage, an X-ray detector and a computer. The invention can be used from X-ray to terahertz Imaging in Z-band; the imaging method is simple in single light path operation, only recording a single intensity image, which can realize the accurate reproduction of the phase image of the measured object in real time and online quickly, especially suitable for the imaging and observation of dynamic objects; the imaging method has low requirements for the coherence of the X-ray source, and the X-ray source can be the coherent x-ray source and the partially coherent x-ray source; it can quickly and accurately use the recorded The phase image of the object can be recovered from the intensity image, which can avoid multiple operations and improve the robustness of the imaging device.
【技术实现步骤摘要】
基于光强传输方程的X射线单次曝光成像装置及方法
本专利技术涉及光强传输方程,特别是一种基于光强传输方程相位恢复的X射线单次曝光成像装置及成像方法。
技术介绍
相位恢复是光学成像和测量的一个重要技术,该技术以其在显微成像、损伤检测和相位加密等领域的广泛应用前景而备受关注。在对活细胞动态显微成像中,相位恢复技术的相位可视化可以实现有效的无标记成像;在光学元件的损伤或者缺陷检测中,相位恢复技术可以将不同深度位置的损伤结构信息逐层提取出来,为光学元件的修复和替换提供有效的指导;在光学加密中,相位恢复技术可以实现多种光学图像相位加密的方法。相位恢复在各个领域的应用日益增加,对相位恢复方法的研究也日趋重要。在各种相位恢复方法中,基于光强传输方程的定量相位恢复技术由于其单光路、对照明光要求低等独特的特点,已经成为应用最为广泛的非干涉、非迭代方法之一。1983年,TeagueMR[TeagueMR.Deterministicphaseretrieval:AGreen'sfunctionsolution[J].J.Opt.Soc.Am.A,1983,73(11):1434-1441]利用亥姆霍兹方程在傍轴近似条件下首次推导出强度传输方程,得到了光在传播过程中沿着光轴方向强度的变化与垂直于光轴平面上光波的相位之间的定量关系。一般情况下,光强传输方程的相位恢复技术需要在实验过程中对进行多次测量,以采集被测物体在成像平面上离焦面和聚焦面的强度信息,从而重建被测物体的相位信息。多次曝光操作带来了系统振动等误差,重构误差往往随着曝光次数 ...
【技术保护点】
1.一种基于光强传输方程的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)、第一单焦点光子筛聚焦透镜(5)、双焦点光子筛聚焦透镜(6)、第二单焦点光子筛聚焦透镜(7)、第二三维平移台(8)、计算机(10),以及固定在所述的第二三维平移台(8)上的X射线探测器(9);/n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,该入射光束能够覆盖被测物体(4);/n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,依次经过所述的第一单焦点光子筛聚焦透镜(5)、双焦点光子筛聚焦透镜(6)和第二单焦点光子筛聚焦透镜(7)到达所述的X射线探测器(9);/n所述的第一单焦点光子筛聚焦透镜(5)、双焦点光子筛聚焦透镜(6)和第二单焦点光子筛聚焦透镜(7)构成4f系统,且所述的双焦点光子筛聚焦透镜(6)放置在该4f系统的频谱面上;/n所述的4f系统具有两个像面IP
【技术特征摘要】
1.一种基于光强传输方程的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)、第一单焦点光子筛聚焦透镜(5)、双焦点光子筛聚焦透镜(6)、第二单焦点光子筛聚焦透镜(7)、第二三维平移台(8)、计算机(10),以及固定在所述的第二三维平移台(8)上的X射线探测器(9);
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,该入射光束能够覆盖被测物体(4);
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,依次经过所述的第一单焦点光子筛聚焦透镜(5)、双焦点光子筛聚焦透镜(6)和第二单焦点光子筛聚焦透镜(7)到达所述的X射线探测器(9);
所述的第一单焦点光子筛聚焦透镜(5)、双焦点光子筛聚焦透镜(6)和第二单焦点光子筛聚焦透镜(7)构成4f系统,且所述的双焦点光子筛聚焦透镜(6)放置在该4f系统的频谱面上;
所述的4f系统具有两个像面IP1和IP2,两像面的间距△z大于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X射线探测器(9)位于所述的4f系统的像面IP1或IP2后方光路上;
所述的X射线探测器(9)的输出端与所述的计算机(10)的输入端连接;
所述的计算机(10)具有相应数据记录采集与处理...
【专利技术属性】
技术研发人员:张军勇,张秀平,张艳丽,周申蕾,朱健强,
申请(专利权)人:中国科学院上海光学精密机械研究所,
类型:发明
国别省市:上海;31
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