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用于大尺寸样品的同步辐射硬X射线衍射增强成像方法研究 总被引:2,自引:1,他引:1
作为 X 射线相衬成像的方法之一,衍射增强成像方法由于能获得较高的信噪比及分辨率而引起了人们的研究兴趣。北京同步辐射装置(BSRF)形貌学实验站也开展了该方法的探索研究。此前的衍射增强成像方法中,当白光 X 射线光束横截面尺寸为 20 mm×10 mm 时,经过双晶单色器后最大只能获得横截面尺寸为20 mm×4 mm 的均匀单色 X 射线,从而造成成像区域减小。在对通常衍射增强成像光路排列分析的基础上,提出了一种新的光学排列几何并进行了衍射增强实验。应用新光学排列几何首次获得了与入射白光 X 射线尺寸相当的、大的成像光斑均匀区域,因而新光学排列几何更适合于大尺寸样品的研究工作。同时,该光学排列几何成像分辨率可以达到微米量级并且更方便于实验操作。 相似文献
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扫描相干衍射成像(Ptychography)技术目前已得到大范围的应用,获得了巨大成功。基于Ptychography的三维成像技术也得到了快速发展,在生物和材料领域的研究中得到了成功应用。常规的Ptychography三维成像技术仍是基于多角度投影的计算机断层成像技术,具有成像效率低、辐照剂量大的缺点。最近出现的多切片三维Ptychography成像方法,为高效低剂量的三维成像技术开辟了新的道路。为了进一步改善多切片方法的重建效率和图像质量,本文在优化迭代算法中驰豫系数的基础上,通过模拟计算系统地研究了入射X射线的发散度对多切片方法重建效果的影响。结果表明:入射X射线的发散度越高(数值孔径越高),多切片方法图像迭代重建的收敛越快,图像的重建质量也更好;而选择较小的入射X光发散度则不利于三维成像的高质量重建。该结论对于相关成像实验中聚焦光学的选择和设置具有重要的指导意义,如选择聚焦尺寸更小的波带片或较低的入射X射线能量,将更有希望获得好的多切片成像质量。 相似文献
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X射线层叠衍射成像技术(Ptychography)所采用的图像重建迭代算法是一种传统的梯度下降算法。该算法从一组猜测函数开始,实验中探测到的正确信息被不断代入循环迭代中来修正猜测函数,最终达到收敛。这种算法存在一个问题就是容易出现收敛停滞的现象,也就是所谓的陷入局域最小值。造成这种现象出现的原因是局域最小值附近的梯度极小导致梯度下降的幅度极小。为了解决这一问题,最近"动量"这一概念被引入Ptychography算法中,产生了动量加速层叠衍射迭代引擎(momentum Ptychographical Iterative Engine,mPIE)算法。加入"动量"相当于给迭代重建过程赋予了"惯性"性质,当前梯度下降的幅度不仅由当前梯度决定,还会受到之前变化的幅度影响。所以即便是在梯度极小的局域最小值附近,目标函数仍然可以跳出停滞,继续变小。为了验证"动量"的引入对图像重建的提升效果,详细比较了动量mPIE算法和传统的拓展层叠衍射迭代引擎(extending Ptychographical Iterative Engine,e PIE)算法对同一套扫描相干衍射成像实验数据的重建图像质量。重建结果表明:相对于传统重建算法,动量加速算法可以获得更好的图像重建质量。 相似文献
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Sn-Pb合金枝晶生长的同步辐射X射线衍射增强成像研究 总被引:1,自引:0,他引:1
用北京同步辐射光源X射线衍射增强成像法对Sn-Pb金属合金的结晶过程进行实时成像研究,成功地获得枝晶生长行为及形貌演变的系列动态图像,为研究金属合金结晶理论提供直接的实验数据.实验观察到接近共晶成分的Sn-50wt.%Pb合金,在一定的温度梯度和冷却速率下呈现先等轴晶后柱状晶形貌生长.同步辐射X射线衍射增强成像技术为原位研究不透明的金属合金枝晶生长过程提供了崭新的实验手段,为验证或完善金属合金结晶过程的微观动力学模型提供了有效途径. 相似文献
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本文根据硬V射线衍射增强成像(Diffraction enhanced imaging,DEI)原理,对由人血白蛋白诱导的大鼠肝纤维化模型进行了成像研究.实验在北京同步辐射装置(Beijing Synchrotron Radiation Facility,BSRF)4W1A光束线形貌站完成.结果表明:正常及不同程度肝纤维化模型在DEI图像上差异显著,图像感兴趣区的光强分布及纹理测度也显示出这种差异.DEI成像为肝纤维化的诊断提供了一种潜在的影像学途径. 相似文献
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同步辐射X射线掠入射衍射实验技术及应用 总被引:1,自引:0,他引:1
利用北京同步辐射装置漫散射实验站的五圆衍射仪,建立了掠入射X射线衍射实验方法。对Si表面生长的Ge/Si量子点及其在Si表层产生的应变进行了成功测量,表明此方法可以有效地提取表面层的微弱信号。实验结果表明,Ge/Si量子点的形成除了在Si衬底表层形成了晶格具有横向膨胀应变的区域之外,还在Si衬底中形成了具有横向压缩应变的区域。 相似文献
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腐蚀性气体参与的气固反应,其同步辐射原位X射线衍射(X-ray Diffraction,XRD)表征需要使用防腐蚀和泄露的装置。为此研发了两种用于气固反应XRD表征的原位装置,分别通过液体挥发和固体热处理来产生反应气体,具有装置结构紧凑、可拆卸和重复利用等优点,解决了特定气固反应原位XRD表征的需求。其中,基于液体挥发产生反应气体的原位装置适用于室温近常压气固反应,气体与固态样品发生反应可以通过精确控制液体的注入来控制反应的起始时间;基于固体热处理的原位反应装置主体采用石英材料制作,包括石英反应池和石英X窗等,适用于光子能量在18 keV以上的原位X射线衍射表征,工作温度可达450℃。这些实验装置有助于推动同步辐射技术在化学反应原位表征中的应用。 相似文献
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The measurement of electron density is important for medical diagnosis and charged particle radiotherapy treatment planning.Traditionally,electron density is obtained by CT imaging using the relationship between CT-number and electron densities established beforehand.However,the measurement is not accurate due to the beam hardening effect.In this paper,we propose a simple and practical electron density acquisition method based on dual-energy CT technique.For each sample,the CT imaging is conducted using two selected X-ray energy from synchrotron radiation.A post-processing dual-energy reconstruction method is used.Linear attenuation coefficients of the scanned samples are obtained by FBP reconstruction.The effective atomic number and electron density are got by solving the dual-energy simultaneous equations.Different phantoms and breast tissues were scanned in this experimental study under 10 keV and 30 keV monochromatic X-rays.The distribution of effective atomic numbers and electron densities of the scanned phantoms were obtained by Dual-energy CT image reconstruction,which agrees well with the theoretical values.Compared with conventional methods,the measurement accuracy is greatly improved, and the measurement error is reduced to about 1%.This experimental study demonstrates that DECT imaging based on synchrotron radiation source is applicable to medical diagnosis for quantitative measurement with high accuracy. 相似文献
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利用北京同步辐射装置(BSRF)4W1A光束线提供的硬X射线,以类同轴全息法、衍射增强法(Diffraction enhanced imaging,DEI),对兔正常骨、骨缺损;小鼠正常肺、肺癌;大鼠正常肝、肝纤维化、肝硬化等固定样品进行了同步辐射硬X射线相衬成像观察.在此基础上,成像组织及空白对照组织均按常规方法制片后进行HE染色,在光学显微镜下观察组织细胞形态结构;采用免疫组织化学技术检测其相关抗原Ⅷ、S-100、FN、泛素的表达,并根据抗原表达强度进行半定量分析.结果显示,成像组与空白对照组的骨、软骨、肝、肺组织染色均匀,结构清晰,无细胞损伤;两组骨、肝、肺相关抗原表达无明显差异.表明在以同步辐射硬X射线相衬成像方法观察固定组织的过程中,不会对骨、软骨、肝、肺组织的形态结构及一些相关抗原表达造成损伤和影响. 相似文献
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DENG Biao YU Xiaohan LIAiguo XU Hongjie 《核技术(英文版)》2007,18(5):257-260
A nondestructive X-ray analysis technique combining transmission tomography, fluorescence tomography and Compton tomography based on synchrotron radiation is described. This novel technique will be an optional experimental technique at SSRF's hard X-ray micro-focusing beamline under construction at present. An experimental result of combined X-ray tomography is obtained in NE-5A station of PF. The reconstructed images of test objects are given. 相似文献
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