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Wolter x射线成像系统设计及成像质量分析

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Wolter X射线成像系统设计及成像质量分析

作者：李春芳大连理工大学

学位级别：硕士

近年来，由于x射线光刻技术，空间技术，以及激光引爆的惯性约束聚变(ICF)的过程诊断等的需要，x射线成像技术迅速发展。x射线在介质中被强烈地吸收，再加上介质的折射率在x射线波段略小于1，这些因素给x射线成像增加了很多难度，常规... 详细信息

近年来，由于x射线光刻技术，空间技术，以及激光引爆的惯性约束聚变(ICF)的过程诊断等的需要，x射线成像技术迅速发展。x射线在介质中被强烈地吸收，再加上介质的折射率在x射线波段略小于1，这些因素给x射线成像增加了很多难度，常规的成像方法难以适应x射线波段。目前多采用掠入射反射成像和编码孔径成像方法。本文详细论述了WolterⅠ型x射线掠入射成像系统的发展及研究现状，主要介绍了WolterⅠ型望远镜的设计过程并对所设计的系统进行了像差分析和成像质量评价。鉴于掠入射系统结构的特殊性，一般的光学设计CAD软件很难适应，我们编写了适用于Wolter望远镜系统的光路计算程序，并利用这个程序进行了大量的光路计算。本文从光学设计的角度出发，在WolterⅠ型望远镜的结构设计、像差分析和成像质量评价等方面做了深入的研究和分析，并提供了大量的数据，这些数据是分析WolterⅠ型望远镜系统的合理性及系统加工和调装的可靠依据。从分析的结果来看，所设计的WolterⅠ型望远镜没有任何的轴上像差，但是有比较严重的慧差、像散和像面弯曲。

关键词： x射线成像 Wolter望远镜掠入射系统

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基于MCP的高分辨率x射线成像系统设计

基于MCP的高分辨率X射线成像系统设计

作者：李海廷中北大学

学位级别：硕士

目前,国内研制的x射线成像系统的空间分辨率一般为5左右,不能观察到物体内部的精细结构。带微通道板(MCP)的x射线像增强器在x射线成像系统中的应用可以大大提高系统的成像质量,然而,像增强器在增强有用信息的同时也会将噪声增强,这势必... 详细信息

目前,国内研制的x射线成像系统的空间分辨率一般为5左右,不能观察到物体内部的精细结构。带微通道板(MCP)的x射线像增强器在x射线成像系统中的应用可以大大提高系统的成像质量,然而,像增强器在增强有用信息的同时也会将噪声增强,这势必会影响系统成像的空间分辨率和清晰度;另外,对于采用恒定增益像增强器的系统,很多成像条件的变化都会对系统成像质量造成很大影响。lp /mm基于以上背景,本文在研究了x射线成像理论和微光成像理论的基础上,将高分辨率x射线像增强器作为将x射线图像转换为可见光图像的转换装置,并利用光锥的无畸变传输特性,将其作为光学中继元件(即在x射线像增强器光纤面板荧光屏和CCD之间采用光锥进行耦合),设计了一个高分辨率x射线成像系统。本文研究开发的高分辨率x射线成像系统,具有分辨率高(可达12 ),MCP电压可调,体积小,重量轻等优点,能够满足小幅面的医学成像和无损检测的要求。本文分析了成像系统的硬件结构,对其主要器件的性能参数作了详细介绍;对系统的主要性能指标进行了测试研究,主要包括:空间分辨率、透度灵敏度、系统动态范围及响应均匀性、系统所称图像灰度均值与像增强器微通道板电压的关系以及系统的调制传递函数MTF等;还对影响系统分辨率的因素以及系统成像最佳放大倍数和最小检出缺陷尺寸进行了分析和计算。实验结果表明,本文设计开发的高分辨率x射线成像系统能够检测到许多普通CR和DR系统无法检测到的微缺陷。另外,根据像增强器微通道板电压与增益的关系,利用输出电压可调的高压电源给像增强器微通道板供电。最后,本文从图像梯度幅度值和图像边缘的关系出发探讨了射线图像质量的客观评价理论,利用将图像梯度幅度值累积和作为评价指标的图像质量评价方法,对系统在不同MCP电压下所成图像的质量进行了分析评价。

关键词： x射线成像高分辨率 MCP 图像质量评价

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双波带板x射线微分干涉成像与相位还原研究

双波带板X射线微分干涉成像与相位还原研究

作者：杨旻曦中国科学技术大学

学位级别：硕士

在惯性约束聚变(ICF)过程中发生的流体不稳定性会对靶丸的压缩壳层以及中心热斑的形成造成很大影响。而发展高空间分辨率诊断方法,一方面可以帮助研究流体不稳定性的机制,另一方面可用于检测冷靶,探测作为不稳定性源头的靶缺陷,因此对于... 详细信息

在惯性约束聚变(ICF)过程中发生的流体不稳定性会对靶丸的压缩壳层以及中心热斑的形成造成很大影响。而发展高空间分辨率诊断方法,一方面可以帮助研究流体不稳定性的机制,另一方面可用于检测冷靶,探测作为不稳定性源头的靶缺陷,因此对于ICF研究十分重要。x射线具有的短波长和高穿透性的特点使它能够以高分辨率探测物体内部,因而广泛的使用在ICF诊断中。传统的x射线主动式诊断方案完全依赖物体对x射线的吸收形成对比度,而ICF靶丸的主要构成元素为氘氚(DT),这类低原子序数物质对x射线的吸收远小于它们对x射线的折射效应。因此在形成对比度上,利用物体对x射线相移产生强度调制相衬成像方案优于传统的吸收式成像方案。本文将波带板结构与x射线相衬技术结合,提出了一种使用双波带板与正反投影法的x射线物体相位还原方案,还原方法的理论分辨率为使用波带板的极限分辨率。后续数值模拟结果与理论相符,提出方案可以准确的还原原始物体的相位分布,而对于最外环宽为80 nm的波带板,相位还原结果分辨率达到97.7 nm。本文最后初步分析了通过多角度投影成像,将提出方案扩展而实现三维还原物体折射率的可能性。模拟使用滤波反投影算法,结果表明提出方案能够准确的三维还原物体折射率的实数部分。

关键词： x射线成像双波带板正反投影法相位还原三维折射率还原

用于x射线成像的非晶硒合金膜的制备和性能测试

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光学学报 2001年第12期21卷 1467-1473页

作者：徐向晏牛憨笨阔晓梅王云程郭振琪中国科学院西安光学精密机械研究所光电子部西安710068 西北大学分析测试研究中心西安710069

在x射线诊断成像方面 ,非晶硒 (a Se)是最有前途的探测材料之一。通过实验研究了a Se合金膜的制备方法 ,用飞行时间方法测量了载流子的漂移迁移率和寿命 ,讨论了对a Se合金膜性能有重要影响的因素。通过对40 0 μm厚a Se合金膜x射线光... 详细信息

在x射线诊断成像方面 ,非晶硒 (a Se)是最有前途的探测材料之一。通过实验研究了a Se合金膜的制备方法 ,用飞行时间方法测量了载流子的漂移迁移率和寿命 ,讨论了对a Se合金膜性能有重要影响的因素。通过对40 0 μm厚a Se合金膜x射线光电流的测量 ,确定了a Se合金膜对x射线的光电响应特性。实验表明 ,a Se合金膜具有线性的光电转换特性 ;灵敏度与场强有关。在 10V μm场强下 ,对于医疗诊断常用的轫致辐射x射线谱 ,用x射线在a Se合金膜中产生一电子 -空穴对约需 45eV的能量。

关键词： x射线成像非晶硒合金膜制备性能测试飞行时间 x射线光电流灵敏度 x线射论断电场强度载流子医学诊断

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基于石英球面弯曲晶体的x射线成像研究

中国激光 2011年第8期38卷 223-227页

作者：刘利锋肖沙里毋玉芬钱家渝施军刘慎业韦敏习陈伯伦重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400030 中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

为了诊断惯性约束聚变的聚爆靶的尺寸、形状、分布和均匀性等情况,利用x射线布拉格衍射理论,搭建了基于球面弯曲晶体的x射线背光成像系统。其核心元件是α-石英球面弯晶,α-石英晶体性质稳定,结构完整,反射率和分辨率高。弯曲晶体尺寸为... 详细信息

为了诊断惯性约束聚变的聚爆靶的尺寸、形状、分布和均匀性等情况,利用x射线布拉格衍射理论,搭建了基于球面弯曲晶体的x射线背光成像系统。其核心元件是α-石英球面弯晶,α-石英晶体性质稳定,结构完整,反射率和分辨率高。弯曲晶体尺寸为65mm×20mm,弯曲半径为143.3mm。利用该背光成像系统进行了单色x射线背光成像实验。成像物体为3×3阵列的正方形不锈钢网格,利用接收装置磷屏成像板,得到清晰的Cr Kαx射线背光源二维空间分辨,在9.6mm×28.7mm的视场范围内,其像的空间分辨率大约为83.3μm。实验结果表明α-石英球面弯曲晶体适合于x射线的背光诊断研究。

关键词：光谱学等离子体诊断学球面弯曲晶体 x射线成像空间分辨率

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x射线成像技术

北京电子 2000年第5期 26-28页

作者：吕静贤

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x射线成像技术在耐张线夹质量检测中的应用

江西电力 2018年第12期42卷 33-36,53页

作者：周正思李阳林饶斌斌胡京毛瑞鹏国网江西省电力有限公司上饶供电分公司江西上饶334000 国网江西省电力有限公司电力科学研究院江西南昌330096

架空输电线路耐张线夹压接质量与现场操作人员、操作流程、压接环境有很大的关系,而耐张线夹压接完成后,其压接质量难以检测,针对这一问题,一方面从理论上分析x射线成像在耐张线夹质量无损伤检测的可行性,介绍x射线成像技术在耐张线夹... 详细信息

架空输电线路耐张线夹压接质量与现场操作人员、操作流程、压接环境有很大的关系,而耐张线夹压接完成后,其压接质量难以检测,针对这一问题,一方面从理论上分析x射线成像在耐张线夹质量无损伤检测的可行性,介绍x射线成像技术在耐张线夹检测的原理与流程;另一方面根据实际测量经验,详细介绍耐张线夹在不同区域的典型压接质量问题图谱,分析不同区域典型压接质量产生的原因和缺陷判断标准,针对不同的缺陷提出了具体的处理建议,利于操作人员比对、判定和处理。

关键词： x射线成像输电线路耐张线夹无损伤检测缺陷识别

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上海光源x射线成像及其应用研究进展

光学学报 2014年第1期34卷 1-15页

作者：肖体乔谢红兰邓彪杜国浩陈荣昌中国科学院上海应用物理研究所上海201800

作为具有国际先进水平的第三代同步辐射光源，上海光源的x射线亮度比普通x光管高12～16个量级，基于它的x射线成像具有高空间分辨、高衬度分辨和快时间分辨的特点，同步辐射x射线可对样品实现原位、无损、高分辨、三维和动态成像，而且... 详细信息

作为具有国际先进水平的第三代同步辐射光源，上海光源的x射线亮度比普通x光管高12～16个量级，基于它的x射线成像具有高空间分辨、高衬度分辨和快时间分辨的特点，同步辐射x射线可对样品实现原位、无损、高分辨、三维和动态成像，而且可以实现相位衬度成像，从而将x射线成像的应用领域拓展到软组织、聚合物等低z材料。自2009年正式向用户开放以来，上海光源已在生物医学、材料科学、古生物学、土壤学等领域取得了一大批重要研究成果。为更好地支持用户，上海光源x射线成像组在定量成像、CT成像、快速CT重构等成像方法学领域开展了较为全面、系统的研究，大幅提高了实验效率和对不同样品的适应性。本文简要介绍了上海光源x射线成像方法学发展及相关应用研究进展。

关键词： x射线光学 x射线成像同步辐射

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x射线成像技术在口腔临床中的应用

中国医疗设备 2019年第11期34卷 161-164页

作者：张庆国家食品药品监督管理总局医疗器械技术审评中心

x射线成像技术在口腔临床中有非常重要的作用。随着x射线成像技术的发展,也逐渐从模拟技术到如今的数字化成像,这些成像技术包括口内牙科x线机、口腔曲面体层x线机、口腔颌面锥形束计算机体层摄影设备等设备日益广泛应用于口腔临床。本... 详细信息

x射线成像技术在口腔临床中有非常重要的作用。随着x射线成像技术的发展,也逐渐从模拟技术到如今的数字化成像,这些成像技术包括口内牙科x线机、口腔曲面体层x线机、口腔颌面锥形束计算机体层摄影设备等设备日益广泛应用于口腔临床。本文综述了几种x线设备的技术原理和临床应用情况,为相关技术人员及医学研究人员提供参考。

关键词： x射线成像口内牙科x线机口腔曲面体层x线机口腔颌面锥形束计算机体层摄影设备