焦点堆栈三维结构成像方法研究及应用

发布时间：2021-01-21 03:22

　　焦点堆栈成像方法是一种快速高效的大尺寸稀疏样品的三维成像技术,在可见光领域的应用已十分广泛,近几年开始在同步辐射X射线领域得到应用。它是通过沿光轴方向步进移动样品,采集样品在不同聚焦深度处的二维图像序列,对该图像序列利用焦点堆栈重构算法提取出样品深度方向信息,从而重构出其三维空间结构。与纳米CT（computed tomography,CT）成像相比,该方法无需旋转样品,避免了CT实验大角度下采集图像时带来的伪像以及旋转过程中撞到上游光阑器件的风险;另外避免了纳米CT每次旋转角度后所需的重新聚焦和配准操作,从而提高了实验效率,节约了实验机时。焦点堆栈方法适用于较厚、较宽的低密度稀疏样品的三维成像,操作简单,快捷高效,满足了用户快速获取样品三维结构的需求。传统的焦点堆栈算法无法重构结构复杂的样品,尤其是同一轴向像素线（optical-axis pixel line,OAPL）上多重特征信息需要提取的厚样品,因此该算法还需进一步的发展和完善。针对传统算法的不足,本文系统地开展了基于同步辐射X射线的焦点堆栈三维成像方法学的研究,并将其与谱学显微相结合,对多种聚合物样品的元素三维空间分布进行了... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)上海市

【文章页数】：104 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

1895年,伦琴拍摄的世界上第一张X射线照片。

上世纪70年代末,我国建设正负电子对撞机,为同步辐射兼用,于2005年改造之后,拥有14条光束线站,改造后能量为2.5 GeV[13],由于第一代同步辐射光源的X射线源亮度低,发散度大,已不能满足更高的科研要求,于是在1989年,我国在合肥建成了第二代同步辐射光源[3],这也是我国第一台专用的同步辐射光源。经过2010年的重大维修改造之后,提高了合肥光源的整体性能,尤其是在真空紫外能区的优势。由于同步辐射应用的飞速发展,我国又加入建造第三代光源,目前,我国的上海同步辐射光源(Shanghai Synchrotron Radiation Facility,SSRF)是跻身世界前列的第三代同步辐射X射线源[14,15](如图1.2)。更为先进的我国第一台高能同步辐射光源,也就是第四代北京光源已启动建设,这些举措将大大提升我国同步辐射光源的性能和实验的水平,推动我国的同步辐射发展跻身于世界前列。1.1.2 同步辐射光源的优点

其中,y为样品沿着光路方向的厚度,μ是样品线性衰减系数。X射线吸收成像就是利用上述原理,如医学上应用最多的X光透视,CT拍片等。1.2.2 X射线显微成像方法


本文编号：2990356