用羽毛检测X射线源相干性的方法技术

一种用羽毛检测Ｘ射线源相干性的方法，其特征在于包括下列步骤：①建立Ｘ射线衍射增强成像的装置：由按Ｘ射线源的Ｘ射线的前进方向依次设置的单色器晶体、样品台、分析晶体和记录介质组成；②将天然羽毛置于所述的样品台上；③打开Ｘ射线源，记录介质上即记录下天然羽毛衍射增强成像的图像；④对记录了图像的记录介质进行显影、定影、吹干；⑤对记录介质上的图像进行分析，对所述的Ｘ射线源的相干性进行评价。本发明专利技术利用天然鸟毛，成本低，方法简易方便，还可进行定量测量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及X射线相衬成像，特别是一种用羽毛检测X射线源相干性的方法。
技术介绍
自从伦琴1895年发现X射线以来，传统的X射线成像技术已有上百年的历史，已成为医学、生物学及材料科学中不可或缺的诊断工具，它们大部分都是以吸收衬度为基础的。图像的衬度是由于样品的密度分布差异、组成以及厚度的不同对X射线的吸收不同而引起的。组成样品的元素越重，X射线的吸收系数就越大，就能够得到吸收衬度很强的图像。然而对于生物体软组织、聚合物及碳纤维等以轻元素为基的材料而言，由于材料对X射线几乎没有吸收或者只有很少的吸收，或者不同轻元素之间的吸收差别很小，所以只能记录到很差的图像衬度。比如，在乳房X射线照相术中，需要分辨出各种软组织中的正常组织与癌变组织，但是因为软组织对X射线的吸收本来就小，再者正常组织和癌变组织的密度和成分差异很小，因此，常规的X射线成像技术在这种情形下就不能发挥作用。虽然图像的质量可以通过延长曝光时间来提高，但容易对生物样品造成辐射损伤，破坏样品内部原有的结构。因此，要解决这个问题，需要提出另一种衬度机制，用于X射线对以轻元素为基的样品成像。近年来，随着高亮度同步辐射光源及X射线激光的迅猛发展，位相衬度成像已经成为国际上成像领域的一个研究热点，在医学诊断、生物和材料研究等领域有显著的优越性，极具推广应用的潜力，但在我国尚处于起步阶段。当X射线穿透物质时，它的位相变化给出了产生位相衬度的可能性。目前世界上几个研究小组探讨新的X射线成像方法，主要可分为三类干涉法、衍射增强法及同轴成像法，分别对样品的位相分布、样品位相分布的梯度和样品位相的二阶拉普拉斯进行测量。其中，衍射增强法特别引人注目，能获得极为清晰的图像，但是如何对这些相衬成像分辨率进行测量，目前还没有一种简便的方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于寻找一种用羽毛检测X射线源相干性的方法，该方法成本低，方便有效。本专利技术的实质是利用鸟的羽毛作为相衬成像中天然位相型分辨率板，这是因为鸟的羽毛有天然的细微结构，就像一块块具有等间距的光栅，它们的间距约为10μm量级，这取决于从鸟身上取羽毛的部位有关，取不同部位的羽毛，其间距是不一样的。图1给出的是光学显微镜观察下的天然羽毛照片，定标结果约为11μm。本专利技术的技术解决方案如下一种用羽毛检测X射线源相干性的方法，其特征在于包括下列步骤①建立X射线衍射增强成像的装置由按X射线源的X射线的前进方向依次设置的单色器晶体、样品台、分析晶体和记录介质组成；②将天然羽毛置于所述的样品台上；③打开X射线源，记录介质上即记录下天然羽毛衍射增强成像的图像；④对记录了图像的记录介质进行显影、定影、吹干；⑤对记录介质上的图像进行分析，对所述的X射线源的相干性进行评价。所述的X射线源为同步辐射X射线源。所述的记录介质为X射线胶片。衍射增强成像的关键是在样品后面放置了一块分析晶体(AnalyzerCrystal)，分析晶体通常和单色器晶体的种类相同，并且具有一致的衍射面。从单色器晶体出来的X射线光为准平行光。X射线和羽毛相互作用时，会产生三种效应吸收、相干散射和非相干散射，或在折射率变化的地方发生小角度折射，角度取决于样品的折射率梯度。样品的折射使通过样品的X射线与其初始传播方向存在一个偏离Δθ，对于水平入射的光束，其垂直方向的偏差Δθ约在10-7～10-6弧度范围。我们知道，散射的存在将影响成像的衬度和分辨率，但由于通常小角散射的角度在10-3弧度量级，而分析晶体的接收角在10-6弧度量级，因此分析晶体衍射的只能是被样品折射的那部分X射线，而散射部分将几乎全部被排除在分析晶体接收角之外，这就是衍射增强成像获得高信噪比的原因之一。本专利技术与在先技术相比具有的优点1)天然鸟毛不要成本，简易方便。2)可以进行定量测量。附图说明图1为天然羽毛光学显微镜观察的结果。图2为本专利技术用羽毛检测X射线源相干性的方法使用的X射线衍射增强相衬实验装置原理图。图3为本专利技术用天然羽毛作分辨率板拍摄的X射线衍射增强相衬实验结果。具体实施例方式以下结合实施例和附图对本专利技术作进一步说明，但不应以此限制本专利技术的保护范围。先请参阅图2，图2为本专利技术使用的X射线衍射增强相衬实验装置原理图。本专利技术用羽毛检测X射线源相干性的方法，其特征在于包括下列步骤①建立X射线衍射增强成像的装置，如图2所示由按X射线源1的X射线的前进方向依次设置的单色器晶体2、样品台3、分析晶体4和记录介质5组成；②将天然羽毛，如图1所示，放在所述的样品台3上；③打开X射线源1，记录介质5上即记录下天然羽毛衍射增强成像的图像；④对记录了图像的记录介质5进行显影、定影、吹干；⑤对记录介质5上的图像，如图3所示，进行分析，将图3和图1进行对比，对所述的X射线源1的相干性进行评价。所述的X射线源1为同步辐射X射线源。单色器晶体2是硅单晶，样品台3是三维平台，分析晶体4是硅单晶，同单色器一样，所述的记录介质5是X射线胶片，市场有售。图3是利用本专利技术方法对北京同步辐射源相干性检测的结果，将图3和图1中的a1和b1部分相比较，图3中的羽毛相对应的水平方向的精细结构“条纹”a2部分已模糊不清，而垂直方向的“条纹”b2部分仍很清晰，这说明北京同步辐射源水平方向和垂直方向的相干性不一致，这是由于等效光源尺寸不一致所决定的。垂直方向的空间相干性为10μm左右，水平方向的相干性约为30μm左右。权利要求1.一种用羽毛检测X射线源相干性的方法，其特征在于包括下列步骤①建立X射线衍射增强成像的装置由按X射线源(1)的X射线的前进方向依次设置的单色器晶体(2)、样品台(3)、分析晶体(4)和记录介质(5)组成；②将天然羽毛放在所述的样品台(3)上；③打开X射线源(1)，记录介质(5)上即记录下天然羽毛衍射增强成像的图像；④对记录了图像的记录介质(5)进行显影、定影、吹干；⑤对记录介质(5)上的图像进行分析，对所述的X射线源(1)的相干性进行评价。2.根据权利要求1所述的用羽毛检测X射线源相干性的方法，其特征在于所述的X射线源(1)为同步辐射X射线源。3.根据权利要求1所述的用羽毛检测X射线源相干性的方法，其特征在于所述的记录介质(5)为X射线胶片。全文摘要一种用羽毛检测X射线源相干性的方法，其特征在于包括下列步骤①建立X射线衍射增强成像的装置由按X射线源的X射线的前进方向依次设置的单色器晶体、样品台、分析晶体和记录介质组成；②将天然羽毛置于所述的样品台上；③打开X射线源，记录介质上即记录下天然羽毛衍射增强成像的图像；④对记录了图像的记录介质进行显影、定影、吹干；⑤对记录介质上的图像进行分析，对所述的X射线源的相干性进行评价。本专利技术利用天然鸟毛，成本低，方法简易方便，还可进行定量测量。文档编号G01N23/205GK1673724SQ200510024989公开日2005年9月28日 申请日期2005年4月8日 优先权日2005年4月8日专利技术者高鸿奕, 陈建文, 干慧菁, 杨儒新, 朱化凤, 徐至展 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用羽毛检测Ｘ射线源相干性的方法，其特征在于包括下列步骤：①建立Ｘ射线衍射增强成像的装置：由按Ｘ射线源（１）的Ｘ射线的前进方向依次设置的单色器晶体（２）、样品台（３）、分析晶体（４）和记录介质（５）组成；②将天然羽毛放在所 述的样品台（３）上；③打开Ｘ射线源（１），记录介质（５）上即记录下天然羽毛衍射增强成像的图像；④对记录了图像的记录介质（５）进行显影、定影、吹干；⑤对记录介质（５）上的图像进行分析，对所述的Ｘ射线源（１）的相干性进行 评价。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高鸿奕，陈建文，干慧菁，李儒新，朱化凤，徐至展，
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：31[中国|上海]