CN101013613A - X射线设备的焦点－检测器装置的x射线光学透射光栅 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于产生检查对象(7，P)的投影或断层造影的相位对比照片的X射线设备(1)的焦点－检测器装置(F，D)的X射线光学透射光栅(G_x)，其具有大量的周期地布设在至少一个晶片的至少一个表面上的栅条(S)和栅空(L)，其中，所述X射线光学透射光栅(G_x)由至少两个沿射线方向直接相继地布设的子光栅(G_x1，G_x2)组成。

Description

X射线设备的焦点-检测器装置的X射线光学透射光栅

技术领域

本发明涉及一种用于产生检查对象的投影或断层造影的相位对比照片的X射线设备的焦点-检测器装置的X射线光学透射光栅，其具有大量的周期地布设在至少一个晶片的至少一个表面上的栅条(Gitterstege)和栅空(Gitterluecke)。

背景技术

这类用于产生检查对象的投影或断层造影的相位对比照片的X射线透射光栅通常是已知的。例如，可以参见欧洲专利申请EP1447046A1和未在先公开的带有案卷号102006017290.6、102006015358.8、102006017291.4、102006015356.1以及102006015355.3的德国专利申请。

为了通过电离射线、尤其通过X射线来成像，基本上可以考虑两种在辐射穿过物质时出现的效应，即，通过检查对象的辐射的吸收和相位移。还已知，在射线穿过检查对象时的相位移根据所穿越物质的厚度和成分方面的微小差别明显比辐射的吸收强。由此，可以更好地识别检查对象的结构、尤其是患者的软组织结构。

为了进行这种相位对比-射线照相或相位对比-断层造影，必须分析由对象引起的相位移。在此，与传统的吸收率对比-X射线照相以及吸收率对比-断层造影类似，不仅可以制成相位移的投影图像，而且可以从多个投影图像中计算出相位移的断层造影表示。

不能直接确定X射线波的相位，而只能通过与基准波的干涉来确定。相对于基准波或者相对于相邻射线的相位移可以通过采用干涉仪的光栅来测定。有关干涉仪的测量方法可以参考前面所引用的文献。在这些方法中，用相干的X射线辐射透射检查对象，随后引导X射线通过一带有与辐射的波长相适配的周期的相位光栅，由此产生干涉图形，该干涉图形取决于在检查对象体内产生的相位移。通过后续的分析检测器装置对该干涉图形进行测定，由此可以位置分辨地确定相位移。

对此，原则上要注意如下内容：

经过随机过程从实验室X射线源以及也从第一至第三代传统的同步加速辐射源发射X射线光子。因此，所发射的X射线本身不具有空间相干性。但是当观察角度足够小时，X射线源的辐射如在空间中相干辐射那样在相位对比射线照相及相位对比断层造影或者任意干涉实验中实现，在所述观察角度下，为观察者、对象、光栅或检测器显现所述辐射源。作为衡量一个外展X射线源的空间或横向相干性的参数列举所谓的空间相干长度L_c： $L_c=\mathrm{\λ}\frac{a}{s}.$

其中，λ是辐射的波长，s是横向的辐射源尺寸，a是辐射源与观察点的距离。有些作者也将上面所定义的数值的一半称为空间相干长度。精确的数值是次要的；重要的是，与从中发出的射线应该相互干涉的空间范围的(横向)尺寸相比，相干长度L_c要大。

在本专利申请的意义上可以将相干辐射理解为这样的辐射，即，该辐射在X射线光学光栅的给定几何形状以及给定间距的情况下导致形成干涉图形。当然，所述空间相干性以及进而空间的相干长度总是通过三个参数(波长、辐射源尺寸以及观察距离)确定。在紧凑表达方式的意义上实际情况是简略到如“相干的X射线辐射”、“相干的X射线辐射源”或“用于产生相干的X射线辐射的点源”等概念上。这些简略是基于，在此所讨论的用途中X射线辐射的波长或能量E一方面通过对检查对象所期望的透射能力以及另一方面通过在实验室X射线源内可利用的频谱来限制。辐射源与观察点之间的距离a在用于无破坏的材料检验或医学诊断中要受到一定的限制。因此，多数情况下辐射源尺寸是唯一的自由度，即使在此辐射源尺寸与管功率之间的关系是有紧密界限的。

对小的或点状辐射源的要求导致，可以采用的强度相对较小。因此，为了提高强度还建议，采用一个具有相对大面积的焦点的X射线源以及在焦点与检查对象之间的射线途径中采用一个X射线光学吸收光栅、一个所谓的源光栅。大面积的焦点允许采用更大的以及进而功率更强的X射线源。源光栅的狭长缝隙或栅空用于保持所有从同一个缝隙中射出的射线所要求的空间相干性。缝隙宽度必须满足从方程(1)得出的对于横向辐射源尺寸s的数值要求。在光子从源光栅的缝隙到缝隙之间在按照：

g₀/g₂＝l/d    (2)

适当地使源光栅周期g₀和干涉图形周期g₂以及源光栅G₀与相位光栅G₁之间的距离1和相位光栅G₁与干涉图形之间的距离d相协调时，至少可以实现将驻波场的最大值与最小值在强度方面的正确叠加。在本专利申请的简略表达方式中与此相关地采用“近似相干辐射”或“近似相干辐射源”的概念。

辐射随时间或纵向的相干性是随X射线辐射或X射线辐射源的单色性出现的。特性线的X射线辐射对于在此所讨论的用途多数具有足够的单色性及随时间的相干长度。连接在前的单色仪或者通过相位光栅的栅条高度选择共振能量也可以从阻滞辐射频谱或同步加速频谱中过滤出足够狭窄的频谱区以及进而满足对在本装置内随时间变化的相干长度的要求。

在这些X射线光学透射光栅中存在的问题是，制造这类需要大形态比(＝栅条高度与栅空宽度之比)的光栅是成本极高的。此外，提高的形态比也严重地降低了制造精度。

发明内容

因此本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够制造更简单的X射线光学透射光栅。

发明人认识到，在不损害X射线光学透射光栅作用效果的条件下该光栅可以由多个单独的子光栅组合而成。也就是说可以通过多个直接相继地布设的子光栅代替一个具有确定功能的特定X射线光学透射光栅，其中子光栅的总和满足原来一个光栅的功能。由此可以实现，对应于所采用子光栅的数量来减小栅条高度，其中，栅空的宽度保持不变，使得栅条高度与栅空宽度之形态比大大减小。

据此，发明人建议，将一种用于产生检查对象的投影或断层造影的相位对比照片的X射线设备的焦点-检测器装置的X射线光学透射光栅，该透射光栅具有大量的周期地布设在至少一个晶片的至少一个表面上的栅条和栅空，这样构成，使得所述X射线光学透射光栅由至少两个沿辐射方向直接相继地布设的子光栅组成。

所述透射光栅例如可以有利地设计为，将至少两个子光栅的栅条和栅空布设在一个晶片的两侧。也就是说，采用一种其前侧和背侧同时构造成光栅的晶片。由此，至少在这两个子光栅方面消除了在安装到X射线设备中时对栅条和栅空进行定向的问题。这些栅条和栅空在制造过程中已经对应地设置好了并且不能够相对地移动。

为了对在晶片前侧和背侧上安置的光栅定向，可以设想，在利用光刻技术描述第二光栅的结构时，利用第一光栅的光栅特性。所述光栅对于X射线辐射而言是可局部透射的。对于适合的X射线能量基本上只在栅空中进行透射。所通过的X射线可以用于曝光设置在背侧的光刻胶(Photolack)。半导体晶片(Si、Ge、GaAs、InP、…)对于红外辐射而言也是可透射的。这种红外射线在使用适合的对IR敏感的光刻胶时用于照亮背侧的结构。薄金属层和晶片对于超越等离子频率的紫外线光也是可透射的。这可以以类似的方式用于背侧光刻。许多金属以及还有其他材料(Al、Si、…)对于中子而言是可透射的，因此对于中子敏感的胶同样可以用于背侧光刻。但是作为替代或补充方式，也可以使至少两个子光栅通过不同的晶片构成。

也建议，在至少一个、准确的一个或所有子光栅的栅空中布设一种具有在重要能量区域内与晶片材料相比更高、优选明显更高的线性衰减系数的填料，其中，填料可以只具有栅条高度的一部分高度或者可以平齐地填满栅空。

发明人还建议，所述子光栅的栅条和栅空相互平行地定向为，使得辐射在通过这些子光栅时或者只穿过栅条或者只穿过栅空。

如果采用成扇形或锥形的射线形状的透射光栅，则所述沿射线方向相继布设的子光栅可以具有不同的光栅周期，其中，所述光栅周期从一个子光栅到一个后续的子光栅这样增大以及所述子光栅这样相互对准地布设，即，使得射线束的射线或者只穿过栅空或者只穿过栅条。

另外，在按照本发明的透射光栅中，所述子光栅可以设计为平面的或者围绕着透射的X射线辐射的辐射源在至少一个平面内设计为弯曲的。作为替代或补充方式，所述子光栅也可以具有沿射线方向定向的栅条和栅空。

按照本发明的透射光栅不是用作吸收光栅、而是用作相位光栅的话，则可能有利的是：对于所述子光栅的总和，将栅空中的填料高度确定为，使得用于测量相位移的能量的X射线辐射产生一个λ/2的相位移，以及在经过整体光栅之后至少有关用于测量相位移的能量的X射线辐射在穿过栅条之后和穿过填料时的衰减是相同的。

如果在基于光栅的相位对比射线照相中通过多个子光栅代替相位光栅，则可能有利的是：对于所述子光栅的总和，将栅空中的填料高度确定为，使得X射线辐射在穿过栅空/填料和穿过栅条之间(i)经历一个π或λ/2的相位差以及(ii)对于在干涉图形中用于实施干涉的光子能量而言强度或透射是相同的。

如果在基于光栅的相位对比射线照相中通过多个子光栅代替分析光栅，则可能有利的是：对于所述子光栅的总和，将栅空中的填料高度确定为，使得X射线在穿过栅空/填料和穿过栅条之间对于在干涉图形中用于实施干涉的光子能量而言强度或透射是相同的。

作为替换，所述子光栅也可以设计为，分别对于每个子光栅，将栅空中的填料高度确定为，使得用于测量相位移的能量的X射线辐射产生一个λ/2的在X射线辐射中的相位移，以及在经过每个子光栅之后至少有关用于测量相位移的能量的X射线辐射在穿过栅条时和穿过填料时的衰减是相同的。

在相位光栅的上面两个方案中实现了，基于通过栅条的射线和相对于栅条相位移π的通过栅空及其中含有的填料的射线的相同强度，而产生最佳结构的具有最大强度调制量和最小偏移量的干涉图形。

相位对比图像的图像质量和幅度对比度取决于，能够在每个像素中如何精确地确定相位和幅度。对此，决定性的是所述调制量与偏移量之比(射线途径内所有部件的传输功能的调制)。零序数(nullter Ordnung)的直接不衍射的射线的强度还助长所述偏移量以及进而降低图像质量。因此必须相宜地减小这种成分。

关于布设透射光栅的子光栅方面，按照本发明存在这样的可能性，即，将至少两个子光栅针对其栅条定向沿相同方向定向或者彼此相互相对地定向，其中，对于子光栅而言在栅空内没有平齐的填料的条件下可能特别有利是，将子光栅只以其平面侧相叠置，因此不会由于彼此的连结而损坏栅条。

在更简便地定向一个透射光栅的各子光栅方面，发明人建议，至少两个布设在分离的晶片上的子光栅具有标识，通过这些标识实现更简便的相互定向。

在本发明范围内还包括一种用于产生检查对象的投影或断层造影的相位对比照片的X射线设备的焦点-检测器装置，该焦点-检测器装置具有作为透射光栅的上面所描述的X射线光学光栅中的至少一个。

此外，在本发明范围内还包括一种用于产生投影的相位对比照片的X射线系统、一种用于产生投影或断层造影的相位对比照片的X射线C形弓架系统和一种用于产生断层造影的相位对比照片的X射线计算机断层造影系统，它们分别具有按照本发明设计的X射线光学光栅。

附图说明

下面根据借助于附图示出的优选实施方式对本发明予以详细阐述，其中只描述对于理解本发明所需要的特征。在此，采用了下述附图标记：1：计算机断层造影系统；2：第一X射线管；3：第一检测器；4：第二X射线管；5：第二检测器；6：机架外壳；7：患者；8：患者卧榻；9：系统轴；10：控制和计算单元；11：存储器；D₁：检测器；d：距离；E_X：检测器元件；F₁：焦点；G₀：源光栅；G₁：相位光栅；G₂：分析光栅；G_XY：子光栅；g₀、g₁、g₂：光栅刻线的周期；h₀、h₁、h₂：光栅条的高度；L：栅空；1：距离；P：样品；Prg_n：程序；S：栅条；S₁：X射线；x、y、z：笛卡儿坐标。附图中：

图1表示具有用于确定相位移的光栅组的焦点-检测器系统的简略三维示意图；

图2表示焦点-检测器系统的纵剖视图，包括源光栅、相位光栅及分析光栅和它们的光栅结构的示意图；

图3表示单个的X射线光学光栅；

图4表示作为位于共同的晶片上的双重子光栅形式的X射线光学光栅；

图5表示由四个相同的子光栅组成的X射线光学光栅；

图6表示由两个双重子光栅组成的X射线光学光栅，其中一个子光栅带有填充物；

图7表示作为位于共同的晶片上的双重子光栅形式的X射线光学光栅，其具有在两侧平齐地用填充物填充的栅空及沿径向定向的栅条；

图8表示由三个相同的子光栅组成的X射线光学光栅，其具有沿径向定向的栅条以及在下部子光栅中带有部分填充物；

图9表示由两个双重子光栅组成的X射线光学光栅，其具有沿径向定向的栅条以及其中一个子光栅带有填充物；

图10表示作为位于共同的晶片上的双重子光栅形式的X射线光学光栅，其具有在两侧平齐地用填充物填充的栅空以及围绕焦点弯曲的结构；

图11表示具有围绕焦点弯曲的结构、由三个相同的子光栅组成的X射线光学光栅，其在下部子光栅中带有部分填充物；

图12表示具有沿径向定向的栅条并且具有围绕焦点弯曲的结构的、由两个双重子光栅组成的X射线光学光栅，其中一个子光栅带有填充物；

图13以三维视图表示具有本发明焦点-检测器系统的X射线计算机断层造影系统。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，首先表示出了具有本发明的X射线光学光栅的焦点-检测器装置的结构，本发明的X射线光学光栅允许进行相位对比测量。为此作如下基本说明：所有附图并不是标准性视图，而是要列举基本的结构及所阐述的效应。横轴相对于纵轴(光轴)延伸。由此角度是夸大示出的。虽然在干涉图形最大时、亦即以塔尔波特距离(Talbotabstand)定位所述分析光栅正是采用所述方法的目的，但是尤其可能出于教学的原因在空间上要相互分离开一些表示出干涉图形与分析光栅。因此参数d和r₂既涉及干涉图形，又涉及分析光栅。

图1以简略三维示意图表示出X射线计算机断层造影的焦点-检测器系统和作为检查对象位于射线途径内的样品P。焦点F₁和检测器D₁设置在一个在此未详细表示出的机架上以及成圆形地围绕着以点划线画出的系统轴运动。如果附加地在焦点-检测器系统旋转期间使患者或检查对象沿系统轴方向进行直线运动，由此进行本身公知的对患者或样品P的螺旋状扫描。在焦点-检测器系统的射线途径中布设三个X射线光学光栅G₀、G₁和G₂，其中也称为源光栅的第一光栅G₀安装在焦点F₁的近旁以及被X射线透射。在其之后沿X射线的传播方向是实际的检查对象P。在位于系统轴另一侧的检测器D₁之前首先是被称为相位光栅的第二光栅G₁。在该第二光栅之后沿射线方向接下来是称为分析光栅的第三光栅G₂，该第三光栅优选地直接设置在检测器D₁之前。所述检测器涉及一种位置分辨的检测器。

焦点F₁与单个检测元件之间的连线分别代表在扫描时在空间内分布的X射线束，通过各检测元件测量该射线束的强度变化。

光栅刻线应该优选垂直于光轴、亦即垂直于焦点中心与检测器中心之间的中线地定向以及各光栅的光栅刻线彼此相互平行地延伸。这一点严格适用于平面光栅以及对于弯曲的光栅至少近似适用。

为了进行相位对比测量要遵守若干几何条件。在图2中详细地表示出了该条件。图2表示出按照本发明具有光栅组G₀至G₂的焦点-检测器系统。焦点F₁位于第一光栅G₀之前。该第一光栅G₀具有光栅刻线的周期g₀以及栅条的高度h₀。相应地，光栅G₁和G₂设有高度h₁或h₂以及周期g₁或g₂。为了实现本发明方法的功能要求，光栅G₀与G₁之间的距离1和光栅G₁与G₂之间的距离d相互之间要具有确定的比例关系。这种比例关系已在前面的方程(2)中描述了。

具有检测元件E₁至E_n的检测器D₁与下一个光栅G₂的距离是次要的。在此，应该这样选择相位光栅的栅条高度h₁，使得该高度对应于所考虑的X射线辐射的能量与栅空相比达到半个波长的相位移。

另外，分析光栅具有足够的高度h₂也致关重要，以便产生透射X射线的栅条与光栅的广泛空留位置之间的有效的吸收差别，在背侧产生相应的干涉图形/驻波场。

需要指出的是，在这种焦点-检测器的安排中，当扩展的焦点与本文开头所描述的源光栅组合、以便满足对于所描述的相位对比测量所需要的相干性条件时，可以通过一个扩展的焦点代替点状的焦点。

在上面所描述的X射线光学光栅中通常存在的问题是，这些光栅必须具有其高度与栅条的间距相比要相当大的栅条。在图3中表示出了一种此类示例性的光栅的已知设计结构。该光栅具有栅条S和在栅条之间的栅空L，栅空例如通过侵蚀工序刻印到晶片的表面中。

按照本发明是这样避免上述制造问题的，即，采用一种多个直接相继布设的子光栅的组合设计来代替具有确定功能的一个唯一的光栅，将所述子光栅组合成，它们总体在效果上相当于所替代的单个光栅。对此，在图4中表示出了第一示例。在此，在一个共同的晶片的两侧上产生两个子光栅G_x1和G_x2，其中，每个单个的结构由于现在栅空具有较小深度使制造明显地更简单。另外，在此同时通过采用一个共同的晶片解决了相互精确定位的问题。

在图5中表示出了通过多个(此处是四个)子光栅的组合形成的X射线光学光栅实施方式的按照本发明的另一种方案。在此，四个相同的同方向的子光栅G_x1至G_x4只具有否则待替代的光栅的栅条高度的四分之一高度，其中下标“x”代表图1和2所示焦点-检测器装置的光栅G₀至G₂的下标。

在更简化地定向所述子光栅方面，发明人建议，至少两个设置在独立的晶片上的子光栅设有标记，通过这些标记可以使相互的定位更容易。

也可以分段地对相位光栅和分析光栅进行精确校正。采用第一相位光栅和第一分析光栅。因为相位光栅对于一个最佳结构而言过薄，因此所导致驻波场显现效果只能较差，但是尽管如此还是存在的。可以借助于该驻波场对光栅进行定向：

1.沿结构的光轴确定光栅位置的定向：相位光栅和分析光栅的周期是相互关联的，在圆锥形射线束形状时近似地具有下列关系：

$g_2=\frac{1}{2}\frac{r_1+d}{r_1}{g}_1$

其中，d为光栅之间的距离，r₁为辐射源与第一光栅之间的距离，g₂为分析光栅的周期(其与驻波场的横向周期相同)，g₁为相位光栅的周期。

如果不能保持该条件，则在定位在分析光栅之后的检测器上不能产生干涉图形，而是产生一种由平行于栅条的阴影投射线组成的所谓栅距波纹图形(Teilungsmoirémuster)。这种情况例如出现在当沿光轴的光栅相对于所规定的位置移动时。通过移动这些光栅使这样的图形消失，则可以将光栅定向在沿光轴的位置中。

2.平行地定向所述光栅刻线：

如果分析光栅的光栅刻线不平行于驻波场(以及进而不平行于相位光栅的光栅刻线)，则在定位在分析光栅之后的检测器上不能产生干涉图形，而是产生一种由垂直于栅条的阴影投射线组成的所谓旋转波纹图形(Verdrehnungsmoirémuster)。通过旋转这些光栅使这样的图形消失，则可以将光栅刻线平行地定向。

在实践中可能会出现旋转波纹图形与栅距波纹图形叠加的情况。这对针对角度和距离的光栅的定向原则上没有任何改变。首先可以通过将光栅旋转到直至观察到在检测器上仅仅出现栅距波纹(亦即带有平行于光栅刻线的阴影投射线的波纹图形)为止，来达到使光栅刻线平行地定向。然后如上所述校正光栅的距离。另外，也可以首先可以通过将光栅移动到直至观察到在检测器上仅仅出现旋转波纹(亦即带有垂直于光栅刻线的阴影投射线的波纹图形)为止，来达到使光栅位置沿光轴定向。然后如上所述校正光栅的旋转。

如果对正确定向的光栅添加一个非正确定向的光栅，则会破坏驻波场。那么以与上面所描述的方式相同的方式形成波纹图形。所添加的光栅以与上述相同的方式定向。以相同的方式可以添加其他的光栅。

需要指出的是，在本发明的范围内可以任意设计各子光栅的取向，只要沿射线方向看栅空和栅条分别相继地布设即可。这适用于该文献的子光栅组合设计的所有方案。

在图6中表示出了具有两个不同双重光栅G_x1、G_x2和G_x3、G_x4的本发明子光栅组合的另一种设计方案，其中，下方的双重光栅G_x3、G_x4另外在一个光栅的栅空L中带有填料，该填料用于沿整个光栅均匀地吸收X射线，其中，穿过相邻的栅空L和栅条S的射线经历一个相位移π。附加地，但也不强求在将下方的双重光栅在其栅条高度方面设计成，使填料与栅条平齐地封闭。

图7至9表示图5至6所示的具有平面子光栅的变型实施方案，但是其中栅空和栅条的方向相应地适应于辐射的径向定向方向。此外，图7所示的光栅栅空完全被填料填满，使得该光栅可以用作吸收光栅、亦即源光栅或分析光栅。图8和9所示的光栅设计为具有沿整个光栅面均匀吸收的相位光栅，如对图6所描述的那样。

最后，在图10至12中表示出了与图7至9对应的实施方式，但是在此子光栅设计为具有一个围绕着辐射中心(焦点)的弯曲度。在此，栅条S也分别沿径向指向焦点，使得射线在穿过子光栅时不会在栅空的边缘区域内出现遮蔽现象。

在不脱离本发明范围的情况下，可以附加地在所有在此示出的子光栅之间置入具有较小高度的小板或薄膜，它们可以防止光栅结构可能相互之间的损害。

在图13中也示例性及代表性地对于其他X射线系统、尤其用于产生投影相位对比照片的X射线系统以及对于C形弓架装置表示出了具有本发明焦点-检测器系统的以及用于实施本发明方法的完整的计算机断层造影系统。该图13示出了计算机断层造影系统1，其具有带有安置在机架外壳6内的一个未详细示出的机架上的、X射线管2和相对的检测器3的第一焦点-检测器系统。在该第一焦点-检测器系统2、3的射线途径中安置了一个按照本发明具有由子光栅组成的光栅的X射线光学光栅，使得可以在第一焦点-检测器系统的射线途径中移动所述位于可沿光轴9运动的患者卧榻上的患者7以及在那里对其进行扫描。通过控制和计算单元10实施对X射线计算机断层造影系统的控制，在该控制和计算单元10中在存储器11内存储了程序Prg₁至Prg_n，这些程序用于实施前面所描述的按照本发明的方法以及从所测量的与射线有关的相位移中重建相应的断层造影图像。

可选择地，作为一个唯一的焦点-检测器系统替代方案，也可以在机架外壳内安置一个第二焦点-检测器系统。该第二焦点-检测器系统在图中通过虚线示出的X射线管4和检测器5表示。

至少在焦点-检测器系统中存在一个按照本发明的光栅，其中，通过静态的超声波在光栅介质中产生用于检测相位对比照片所需的光栅结构。

还需要补充说明的是，通过所示出的焦点-检测器系统不仅可以测量X射线辐射的相位移，而且此外这样的焦点-检测器系统还适用于传统测量对射线的吸收以及用于重建相应吸收照片。必要时也可以产成组合的吸收照片和相位对比照片。

另外要指出的是，在该专利申请中所示出的医学计算机断层造影系统仅仅是本发明应用方案的一个示例表示。同样地，在不脱离本申请范围的情况下，本发明可以跟各种系统相结合地用于检查生物或无机样品。

不言而喻，在不脱离本发明范围的情况下，本发明的上述特征不仅可以用于所分别列举的组合中，而且也适用于其他组合或单独场合。

Claims (20)

1.一种用于产生检查对象(7，P)的投影或断层造影的相位对比照片的X射线设备(1)的焦点-检测器装置(F，D)的X射线光学透射光栅(G_x)，其具有大量的周期地布设在至少一个晶片的至少一个表面上的栅条(S)和栅空(L)，其特征在于，所述X射线光学透射光栅(G_x)由至少两个沿射线方向直接相继地布设的子光栅(G_x1，G_x2)组成。

2.按照权利要求1所述的透射光栅，其特征在于，所述两个子光栅(G_x1，G_x2)的栅条(S)和栅空(L)布设在一个唯一的晶片的两侧。

3.按照权利要求1或2所述的透射光栅，其特征在于，至少两个子光栅(G_x1，G_x2)通过不同的(不是同一个)晶片构成。

4.按照权利要求1至3中任一项所述的透射光栅，其特征在于，在至少一个子光栅(G_xy)的栅空(L)中布设一种具有在重要能量区域内与晶片材料相比更高、优选明显更高的线性衰减系数的填料。

5.按照权利要求4所述的透射光栅，其特征在于，在所有子光栅(G_xy)的栅空(L)中布设一种具有在重要能量区域内与晶片材料相比更高、优选明显更高的线性衰减系数的填料。

6.按照权利要求5所述的透射光栅，其特征在于，在所述子光栅(G_xy)的栅空(L)中与所述栅条(S)平齐地布设填料。

7.按照权利要求1至6中任一项所述的透射光栅，其特征在于，所述子光栅(G_xy)的栅条(S)和栅空(L)相互平行地定向为，使得每条射线(S_i)在通过这些子光栅(G_xy)时或者只穿过栅条(S)或者只穿过栅空(L)。

8.按照权利要求1至7中任一项所述的透射光栅，其特征在于：

8.1.透射的X射线辐射的射线分布形状成扇形或圆锥形，

8.2.所述沿射线方向相继布设的子光栅(G_x1，G_x2，G_x3)具有不同的光栅周期(g_x1，g_x2，g_x3)，其中，

8.3.所述光栅周期(g_x1，g_x2，g_x3)从至少一个子光栅(G_x1)到至少一个后续的子光栅(G_x2)这样增大以及所述子光栅(G_x1，G_x2，G_x3)这样相互对准地布设，即，使得射线束的射线(S_i)或者只穿过栅空(L)或者只穿过栅条(S)。

9.按照权利要求1至8中任一项所述的透射光栅，其特征在于，所述子光栅(G_xy)被构造为平面的。

10.按照权利要求1至8中任一项所述的透射光栅，其特征在于，所述子光栅(G_xy)围绕着辐射源在至少一个平面内被构造为弯曲的。

11.按照权利要求1至10中任一项所述的透射光栅，其特征在于，至少一个所述子光栅(G_xy)具有沿射线方向定向的栅条(S)和栅空(L)。

12.按照权利要求4至11中任一项所述的透射光栅，其特征在于，所述透射光栅是相位光栅(G₁)，以及对于全部子光栅(G_x1，G_x2，G_x3)，将栅空(L)中的填料高度确定为，使得用于测量相位移的能量的X射线辐射产生一个在X射线辐射中的λ/2的相位移，以及在经过整体光栅之后至少就用于测量相位移的能量而言X射线辐射在穿过栅条(S)之后和在穿过填料时的衰减是相同的。

13.按照权利要求4至11中任一项所述的透射光栅，其特征在于，所述透射光栅是相位光栅(G₁)以及分别对于每个子光栅(G₁₁，G₁₂，G₁₃)，将栅空(L)中的填料高度确定为，使得用于测量相位移的能量的X射线辐射产生一个在X射线辐射中的λ/2的相位移，以及在经过每个子光栅(G₁₁，G₁₂，G₁₃)之后至少就用于测量相位移的能量而言X射线辐射在穿过栅条时和在穿过填料之后的衰减是相同的。

14.按照权利要求1至13中任一项所述的透射光栅，其特征在于，至少两个所述子光栅(G_x1，G_x2，G_x3)在有关其栅条定向方面是沿相同方向定向的。

15.按照权利要求1至14中任一项所述的透射光栅，其特征在于，至少两个所述子光栅(G_x1，G_x2，G_x3)在有关其栅条定向方面是彼此相对定向的。

16.按照权利要求1至8中任一项所述的透射光栅，其特征在于，至少两个布设在分离的晶片上的子光栅(G_x1，G_x2，G_x3)具有标识，通过这些标识实现相互的定向。

17.一种用于产生检查对象(7)的投影或断层造影的相位对比照片的X射线设备(1)的焦点-检测器装置(F，D)，其特征在于，至少所采用的X射线光学透射光栅中的一个被构造为按照上述权利要求1至16中任一项所述的透射光栅。

18.一种用于产生投影的相位对比照片的X射线系统，其特征在于，所述X射线系统具有按照上述权利要求17所述的焦点-检测器装置。

19.一种用于产生投影或断层造影的相位对比照片的X射线C形弓架系统，其特征在于，所述X射线C形弓架系统具有按照上述权利要求17所述的焦点-检测器装置。

20.一种用于产生断层造影的相位对比照片的X射线计算机断层造影系统，其特征在于，所述X射线计算机断层造影系统具有按照上述权利要求17所述的焦点-检测器装置。

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