部分相干同步辐射照射下光栅分数塔尔博特效应

基于高斯谢尔光束的相干模式分解理论和波动光学,建立了部分相干同步辐射硬X射线光束通过光学器件的传播模型。模拟了微聚焦X射线光束照射下光栅的分数塔尔博特效应,得到了聚焦光束的光强分布和相干特性变化,并分析了散焦光束入射下的光栅自成像。然后通过模拟准直光束入射下的光栅塔尔博特效应,得到了不同传播距离处自成像条纹的变化情况,分析了影响光栅自成像条纹形状的因素。通过光栅衍射条纹测量同步辐射相干度,发现对矩形相位光栅来说,应该对衍射图样进行傅里叶分解,求出各级傅里叶系数随传播距离的变化曲线,从而得到入射光束相干特性。

分析光栅分数塔尔博特效应的一组新方程

对一维开口比为 1/M(这里 M为大于 1的正整数 )的矩形光栅 ,建立了一组新的在分数塔尔博特 (Talbot)距离上计算其菲涅耳衍射光场分布的简单方程。在该方程中考虑了光栅结构与分数塔尔博特距离的联系 ,显然比迭代方程和基于距离的方程更方便地描述分数塔尔博特效应。给出了一种研究光栅分数塔尔博特效应的新途径。

中能X射线光栅相衬显微成像分析及模拟

理论分析了基于相位光栅分数塔尔博特效应的X射线相衬显微成像原理,采用菲涅耳衍射公式推导出相位光栅在两个不同距离处的成像结果公式。然后建立一个水合蛋白质细胞模型,对成像系统进行了参数设计,得出1～2keV的中能波段X射线是兼顾大景深和高成像衬度的最优选择。针对10μm厚的细胞模型,选取1.5keV的中能X射线做模拟计算,采用多步相移法从模拟条纹图中恢复出了细胞模型的相位信息。模拟结果表明在相同信噪比下采用中能X射线得到的相衬图像比吸收图像具有更好的衬度和细节分辨率,为今后相关的实验奠定了基础。