相干X射线衍射成像三维重建的数字模拟研究

利用相干x射线衍射成像"过采样"采集样品的远场相干衍射图样,结合相位重建迭代算法重建物空间样品信息.三维重建过程中,边界约束条件是相位重建算法中最为关键的部分.本文采用数字模拟的方法,利用灰度值图像作为物空间的样品,研究并实现了边界条件的自动寻找,重建结果显示比以往采用较"松"的边界约束更为精确.利用噪声模拟方法,研究了衍射图样中不同噪声类型的滤除对重建结果的影响.研究发现传统的去噪方法在高噪声情况下不能直接应用于相干x射线衍射成像,并找到了适用于相干x射线衍射成像噪声滤除的有效方法.研究表明,此方法能非常有效地降低噪声对重建结果的影响.利用模拟三维纳米金颗粒作为样品,完成了对纳米金颗粒中电子密度分布的三维重建,在有随机噪声的影响下,也得到了很好的重建结果,并找到了成功实现三维重建的噪声限为信噪比不低于27.