国家自然科学基金(11074172)
- 作品数：11 被引量：23H指数：4
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- 低成本高效率X射线相衬成像技术研究被引量：2
- 2016年
- X射线光栅微分相衬成像技术对由轻元素构成的物质的内部探测具有传统吸收成像无法比拟的优势,在材料领域、安检领域以及医疗领域具有广阔的应用前景。吸收光栅是系统中的关键光学器件,其制作难度大、成本高,并且吸收光栅不能完全吸收高能X射线而导致图像衬度和检测灵敏度下降,限制了该技术的发展应用。针对上述问题,基于自主研制的低成本铋材料源光栅和能够克服高能X射线限制的具有分析光栅功能的结构化转换屏,提出了低成本、高效率的X射线光栅微分相衬成像方法,在实验上获得了高质量的相衬图像。
- 杜杨刘鑫雷耀虎黄建衡赵志刚林丹樱郭金川李冀牛憨笨
- 关键词：X射线光学
- 大面积高深宽比硅微通道板阵列制作被引量：6
- 2012年
- 利用光辅助电化学刻蚀方法,在厚度为425μm的5英寸硅片上,制作成深宽比达50以上的微通道板阵列结构.理论分析了影响微孔阵列形貌形成的关键因素,并结合实验条件,通过调整刻蚀电压值和根据莱曼模型修正实验电流值得到理想的孔壁形貌.结果表明,相比于目前在硅基上制作高深宽微结构的几种技术,光辅助电化学刻蚀方法能够实现孔壁光滑、面积大和深宽比高的微通道板阵列结构的低成本制作.
- 吕文峰周彬罗建东郭金川
- 关键词：微通道板
- 硬X射线光栅微分干涉相衬成像两步相移算法的理论与实验研究被引量：4
- 2013年
- 针对硬X射线光栅微分干涉相衬成像在实际应用中对低辐射剂量和快速获取图像的要求,通过对实验系统的理论分析和参数优化设计,采用了两步相移算法用于提取物体相位信息.这种方法可以有效降低X射线对物体的辐射剂量,大大提高恢复相位信息的速度,为X射线光栅相衬成像在未来的医疗和工业中的应用奠定基础.
- 杜杨雷耀虎刘鑫郭金川牛憨笨
- 积分辐射探测器量子效率计算式的新式推导
- 2014年
- 当入射到积分模式辐射探测器上的每一入射粒子最终产生的可检测光电子数服从参数为g的泊松分布时,探测器的量子探测效率极限值的计算式为g/(g+1)。该工作给出了此计算式在某种程度上更易理解的另一推导,并计算了典型透镜耦合医用X射线数字成像探测器的量子探测效率。计算表明,在光圈数为1.0,系统放大率为11.5倍,采用白色衬底碘化铯闪烁体屏这样的典型情况下,因低的透镜耦合效率造成的量子探测效率的降低仅为33%,在实际应用中尚可接受。
- 张帆牛憨笨
- 关键词：积分X射线数字化X线摄影
- 硅基微通道板微孔结构形貌的实验研究
- 2012年
- 硅基微通道板(MCP)的重要技术挑战之一就是如何在硅基上制作高深宽比的微孔阵列结构。采用光助电化学刻蚀方法研究硅基高深宽比微孔阵列制作技术。考虑到实际反应条件下的物质输送、刻蚀液浓度、光照条件、温度等因素的影响都体现在刻蚀电流与电压上,重点研究了电流、电压与微结构形貌之间的关系。通过空间电荷区的大小以及刻蚀电流与溶液浓度之间的关系,得到合理的刻蚀参数。在5inch(1inch=2.54cm)硅基上制作出深度达200μm以上的均匀深孔,得到大面积、高深宽比的均匀微孔阵列,满足微通道板对结构形貌的要求。
- 吕文峰周彬罗建东雷耀虎郭金川牛憨笨
- 关键词：光学器件空间电荷区
- 硬X射线微分相衬成像的噪声特性分析被引量：4
- 2014年
- 量子噪声引起光强随机波动是影响X射线相衬图像质量的一个重要因素.提出了一种针对硬X射线微分相衬成像噪声特性的分析方法,通过数值模拟获得了量子噪声对成像结果的作用规律.模拟结果表明,折射像和散射像的噪声均方差与叠栅条纹对比度成反比关系,叠栅条纹对比度越大,统计所得的均方差值越小.在保证X射线探测效率的前提下,提高叠栅条纹对比度将有利于获得高质量的相衬图像,并为有效减少X射线曝光剂量提供条件.
- 黄建衡杜杨雷耀虎刘鑫郭金川牛憨笨
- 关键词：X射线光学量子噪声
- 微结构X射线源中电子与阳极作用的蒙特卡罗模拟被引量：4
- 2018年
- 根据电子多重散射理论,基于蒙特卡罗方法研究不同能量电子垂直入射不同材料的阳极靶后,电子在阳极靶内的沉积能量分布,及X射线发射位置的能量分布.结果表明：电子在靶内的轨迹扩展和入射电子能量、靶材料有关,99%电子能量沉积在近似圆柱形区域内.且电子在入射方向上的沉积能量分布不是直接递减,而是先递增到一定深度后再递减,符合电子背散射理论.说明X射线产生区域是在距表面一定深度区域内.另外,通过对比分析发现金刚石膜作为电子吸收光栅是不可行的,但作为热沉材料有很大的潜力.这些结论可为微结构X射线源研究及高亮度高相干X射线源设计提供参考.
- 徐小东周彬郭金川易明皓肖飞虎
- 关键词：电子轨迹蒙特卡罗方法多重散射理论
- 多层薄膜二次电子发射特性的理论研究被引量：2
- 2015年
- 为提高硅基微通道板(silicon-based microchannel plate,Si-MCP)的增益特性,提出采用复合发射层结构取代常规的单发射层结构以改善微通道内壁的二次电子发射特性.计算了Si O2/Si、Al2O3/Si、Mg O/Si双层薄膜在不同厚度下的二次电子发射系数与初电子能量的关系曲线,并对结果进行了比对验证.该计算结果对设计制作硅基MCP具有一定参考价值.
- 陈凤郭金川陈泗方周彬
- 关键词：薄膜物理学二次电子发射数值模拟薄膜厚度
- X射线光栅微分相衬成像视场分析被引量：1
- 2016年
- X射线光栅微分相衬成像对由轻元素构成的物质的内部探测具有传统吸收成像无法比拟的优势,尤其在癌症的早期诊断和轻元素材料及器件的无损检测等领域应用潜力巨大.大视场成像是影响该技术从实验室走向实际应用的重要因素.针对大视场成像的客观需求,基于菲涅耳衍射原理和光栅结构特征,建立了量化物理模型用于分析影响成像视场的因素,提出了实现大成像视场的有效途径,为未来大视场光栅微分相衬成像方法的设计和应用提供理论依据.
- 杜杨刘鑫雷耀虎黄建衡赵志刚林丹樱郭金川李冀牛憨笨
- 高辐射通量空间相干X射线管(英文)被引量：2
- 2011年
- 针对光栅X射线相位衬度成像技术中如何获取高辐射通量和高空间相干的台式X射线源的问题,研制一种桌面X射线源.与传统X射线源不同,其阳极采用平行深沟道阵列的结构靶,灯丝发出的电子经加速聚焦后作用于结构靶,产生高辐射通量的一维相干X射线,其焦斑呈平行线阵列结构分布.将这种X射线管用于基于光栅的X射线相衬成像系统的光源,利用5步相移法得到了新鲜鸡翅的X射线相衬图像照片.
- 郭金川周彬刘鑫任席奎牛憨笨
- 关键词：X射线管焦斑相干性电子束
