CN104833685A - X射线光栅成像系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种X射线光栅成像系统，该X射线光栅成像系统包括：X射线光源；多毛细管X射线源光栅，其入口端设置有X射线光源，用于会聚X射线光源发射的X射线并得到用于照射样品的相干光；多毛细管X射线相位光栅，设置于样品之后，用于收集并调制照射样品后的X射线产生衍射自成像效应；多毛细管X射线分析吸收光栅，设置于相位光栅之后，用于收集相位光栅射出的X射线并进行处理，将其中的相位信息转化为可识别的光强信息；X射线探测器，设置在分析吸收光栅之后，用于探测并收集样品的信息。本发明的X射线光栅成像系统采用具有较大“高宽比”的多毛细管X射线光栅，不仅可提高分辨率，还能降低造价成本，便于推广。

Description

X射线光栅成像系统

技术领域

本发明涉及光学成像技术领域，特别涉及一种X射线光栅成像系统。

背景技术

目前，X射线光栅在生命、能源、环境、食品等领域中具有重要应用，由于X射线光栅是非常精密的光学器件，对制作工艺的要求很高，尤其是制作高质量的二维X射线光栅的难度更大，因此，如何制作高质量的二维X射线光栅备受相关科研人员的重视。

现有的制作光栅的方法主要是采用机械刻划、全息光刻、电子束光刻、X射线光刻和微电镀技术等，但通过这些方法制作得到的X射线光栅的“高宽比”不大，而且这些方法在制作较大“高宽比”的二维高能X射线光栅时存在困难，这是因为相对于低能X射线，高能X射线具有更强的穿透能力。因此，现有的X射线光栅不满足各界对大“高宽比”X射线光栅的要求。

另外，利用常规的X射线吸收衬度成像技术对碳、氢、氧等元素组成的物质进行X射线成像分析时，由于分辨率不高，满足不了实际需要。此外，发展X射线相衬成像技术的另一个关键因素在于如何得到高功率的相干光，非常理想的相干光是同步辐射光源，但同步辐射造价昂贵，不便于推广。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种采用具有较大“高宽比”的多毛细管X射线光栅的X射线光栅成像系统，可提高分辨率，降低造价成本，便于推广。

进一步来讲，该X射线光栅成像系统包括：X射线光源；多毛细管X射线源光栅，其入口端设置有所述X射线光源，用于会聚所述X射线光源发射的X射线并得到用于照射样品的相干光；所述样品设置于所述源光栅的出口端；多毛细管X射线相位光栅，设置于所述样品之后，用于收集并调制照射所述样品后的X射线产生衍射自成像效应；多毛细管X射线分析吸收光栅，设置于所述相位光栅之后，位于所述衍射自成像效应对应的自成像平面位置处，所述分析吸收光栅用于收集所述相位光栅射出的X射线并进行处理，将其中的相位信息转化为可识别的光强信息；X射线探测器设置在所述分析吸收光栅之后，用于探测并收集所述样品的信息。

进一步来讲，该X射线光栅成像系统还包括：信息处理装置，与所述X射线探测器连接，用于提取并分析处理所述样品的信息。

可选地，在一些实施例中，所述样品放置于所述多毛细管X射线源光栅和多毛细管X射线相位光栅之间，靠近所述多毛细管X射线相位光栅的入口端；所述X射线探测器设置在所述多毛细管X射线分析吸收光栅之后靠近其出口端。

可选地，在一些实施例中，所述多毛细管X射线源光栅沿其长度方向上的外形为圆柱型面段、抛物线型面段或者其它二次曲面段；和/或，所述多毛细管X射线相位光栅和所述多毛细管X射线分析吸收光栅沿各自长度方向上的外形均为圆柱形面段。其中所述多毛细管X射线相位光栅入口端和出口端的直径相同；所述多毛细管X射线分析吸收光栅入口端和出口端的直径相同。

可选地，在一些实施例中，所述多毛细管X射线源光栅、所述多毛细管X射线相位光栅及所述多毛细管X射线分析吸收光栅为多毛细管X射线光栅，由多根硅酸盐或铅玻璃单毛细管拉制而成。

可选地，在一些实施例中，所述多毛细管X射线光栅的光栅周期范围为0.01-30微米，高宽比的范围为5-90000；其中，所述光栅周期为相邻单毛细管的中空通道的中心连线的长度；所述高宽比为所述多毛细管X射线光栅的长度与相应光栅周期的一半的比值。和/或，所述多毛细管X射线光栅沿垂直于其中心对称轴线的界面的直径范围为1-700毫米，适用X射线的能量范围为0.1-200keV。

可选地，在一些实施例中，所述多毛细管X射线源光栅中每根单管的中空内经的直径为w，X射线的波长为λ，多毛细管X射线相位光栅的光栅周期为p，则所述多毛细管X射线源光栅和所述毛细管X射线相位光栅之间的距离L≥wp/λ。

可选地，在一些实施例中，所述多毛细管X射线源光栅的入口焦距F取值范围为1-20厘米、入口端直径d的取值范围为2-8毫米、出口端直径D的范围为0.2-40厘米、光栅长度h的取值范围为0.1-25厘米；所述多毛细管X射线相位光栅中，沿光栅水平中心周线方向上的长度为h1的取值范围在0.1-15厘米，相位光栅入口端和出口端的直径相同，都为d1的取值范围在0.2-40厘米；所述多毛细管X射线分析吸收光栅中，沿光栅水平中心周线方向上的长度为h2的取值范围在0.1-10厘米，入口端和出口端直径相同，都为d2的取值范围在0.2-40厘米。

可选地，在一些实施例中，所述多毛细管X射线源光栅的光栅周期为6微米，高宽比为2000；所述多毛细管X射线源光栅沿垂直于其中心对称轴线的界面的直径为10毫米，适用能量为20keV的X射线；所述多毛细管X射线相位光栅的光栅周期为4微米，高宽比为1000，所述多毛细管X射线相位光栅沿垂直于其中心对称轴线的界面的直径为11毫米，适用能量为20keV的X射线；所述多毛细管X射线分析吸收光栅的光栅周期为3微米，高宽比为700，多毛细管X射线光栅沿垂直于其中心对称轴线的界面的直径为12毫米，适用能量为20keV的X射线。

可选地，在一些实施例中，所述多毛细管X射线光栅沿垂直于其水平中心线方向的横截面的外形为正六边形；构成所述多毛细管X射线光栅的中空单毛细管的轮廓外形为六角形或圆形。其中，构成所述多毛细管X射线光栅的多个单毛细管紧密排列，位于中心位置的单毛细管为一根，其所在的层数定义为1，则从内向外各层上的单毛细管的数目为6(n-1)，其中n为层数，n>1，各单毛细管的内径大小相同。

相对于现有技术，本发明各实施例具有以下优点：

采用本发明实施例的技术方案后，本发明X射线光栅成像系统中的多毛细管X射线源光栅、多毛细管X射线相位光栅及多毛细管X射线分析吸收光栅为具有较大“高宽比”的多毛细管X射线光栅，可大幅提高该X射线光栅成像系统的分辨率，这种高分辨率的X射线光栅成像系统的使用范围广，并且可以采用实验室X射线光管，因此，本发明的X射线光栅成像系统提高性能的同时还能降低造价成本，便于推广，具有潜在重要应用和广泛使用范围。

本发明实施例的更多特点和优势将在之后的具体实施方式予以说明。

附图说明

构成本发明实施例一部分的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的X射线光栅成像系统的组成示意图；

图2为本发明实施例中多毛细管X射线源光栅的主体结构示意图；

图3为本发明实施例中多毛细管X射线相位光栅的主体结构示意图；

图4为本发明实施例中多毛细管X射线分析吸收光栅的主体结构示意图；

图5为本发明实施例中六角形多毛细管X射线光栅沿垂直于其中心对称轴线的剖面示意图；

图6为本发明实施例中圆形多毛细管X射线光栅沿垂直于其中心对称轴线的剖面示意图。

附图标记说明

1  X射线光源

2  多毛细管X射线源光栅

3  样品

4  多毛细管X射线相位光栅

5  多毛细管X射线分析吸收光栅

6  X射线探测器

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图，对本发明的各实施例作进一步说明：

基于对现有X射线光栅的性能及其制作方法的分析，本发明的发明人进行了大量毛细管X射线光学器件研制和应用研究，制作出一种具有较大“高宽比”的二维高能X射线光栅，即多毛细管X射线光栅，进而提出一种采用该多毛细管X射线光栅的X射线光栅成像系统。

参照图1，其为本发明实施例的X射线光栅成像系统的组成示意图，X射线光栅成像系统包括：X射线光源1、多毛细管X射线源光栅2、多毛细管X射线相位光栅4、多毛细管X射线分析吸收光栅5以及X射线探测器6，其中：多毛细管X射线源光栅2的入口端设置有X射线光源1，多毛细管X射线源光栅2用于会聚X射线光源1发射的X射线，得到相干光，该相干光用于照射样品3。多毛细管X射线相位光栅4用于收集并调制照射样品3后的X射线，使其产生衍射自成像效应，得到干涉条纹。多毛细管X射线分析吸收光栅5设置于多毛细管X射线相位光栅4之后，用于收集相位光栅4射出的X射线并进行处理，将其中的相位信息转化为X射线探测器6可识别的光强信息。

上述实施例中，样品3设置于多毛细管X射线源光栅2和多毛细管X射线相位光栅4之间，并且可尽量靠近多毛细管X射线相位光栅4的入口端。其中，多毛细管X射线相位光栅4和多毛细管X射线源光栅2之间的距离符合空间相干性要求，即：假设多毛细管X射线源光栅2中每根单管的中空内经的直径为w，X射线的波长为λ，多毛细管X射线相位光栅4的周期为p，则多毛细管X射线源光栅2和毛细管X射线相位光栅4之间的距离L应该大于或等于w和p的乘积再除以λ，即：L≥wp/λ。

进一步来讲，多毛细管X射线分析吸收光栅5和相位光栅4之间的距离满足光栅相位衬度成像条件，或者可以说，多毛细管X射线分析吸收光栅5位于衍射自成像效应对应的自成像平面位置处。X射线探测器6设置在分析吸收光栅5之后，并且可尽量靠近吸收光栅5的出口端，用于探测并收集样品3的信息。

需要说明的是，多毛细管X射线源光栅2、多毛细管X射线相位光栅4及多毛细管X射线分析吸收光栅5为多毛细管X射线光栅，由多根硅酸盐或铅玻璃单毛细管拉制而成。例如，采用拉丝机拉制多毛细管X射线光栅，通过拉丝炉对玻璃母管进行拉制产生单毛细管，然后利用这些单毛细管通过复合拉制，得到符合要求的多毛细管X射线光栅，其中，拉丝炉为具有加热器以及手动或者自动拉丝器。玻璃母管为厚壁玻璃管，材料可以是硅酸盐玻璃和铅玻璃等，对应地，单毛细管的材料为硅酸盐玻璃或者是铅玻璃。

上述实施例中，采用拉制机对玻璃母管进行复合拉制等工艺来制作多毛细管X射线光栅，可以通过选择合适的玻璃材料和控制工艺等方法满足各界对较大“高宽比”高能量X射线光栅的要求，同时也能满足各界对较大“高宽比”低能量X射线光栅的要求，可以说，该多毛细管X射线光栅制作方法在光栅制作领域尤其是高能光栅制作领域将带来革命性的创新。特别是，上述实施例通过拉丝机拉制硅酸盐或铅玻璃多毛细管X射线光栅，不仅能简化光栅的制作工艺，而且因其原材料价格低廉，也便于推广，使得多毛细管X射线光栅具有重要的科研和应用价值，在生命、能源、环境、食品等科学中具有重要应用。

进一步来讲，上述实施例中，构成多毛细管X射线光栅的单毛细管的中空部分是X射线穿过光栅的空间部分，单毛细管壁是吸收阻止X射线穿过的部分。这样，X射线光源1发出的X射线束，多毛细管X射线源光栅2收集和会聚这些X射线束，进而得到高功率相干光，这些相干光用于照射到样品3上，然后照射到多毛细管X射线相位光栅4，该多毛细管X射线相位光栅4对这些相干光的波阵面进行调制，产生Talbot(泰伯)自成像效应(又称衍射自成像效应)，经多毛细管X射线相位光栅4调制的X射线照射到多毛细管X射线分析吸收光栅5，该多毛细管X射线分析吸收光栅5放置在上述自成像效应对应的自成像平面位置，从而得到莫尔干涉条纹，X射线探测器6探测收集表征样品3的信息的X射线莫尔干涉条纹，这样，可从X射线探测器6探测到的信号中提出样品3的信息。

因此，上述X射线光栅成像系统实施例中，采用为其设计的三种多毛细管X射线光栅，基于这种多毛细管X射线光栅的X射线光栅成像系统具有高分辨率，不仅可克服现有X射线光栅的缺点，而且因这种多毛细管X射线光栅具有较大“高宽比”，使得该X射线光栅成像系统的适用能量范围广，尤其可以适用于高能X射线。，基于该多毛细管X射线光栅的X射线光栅成像系统可以进行相位衬度成像，例如，医学和生物学领域的样品成像分析。

另外需要指出，上述实施例中，X射线光源1可采用实验室X射线光管，功率范围可为1-5000瓦。X射线探测器6为一种空间分辨探测器，其空间分辨范围可为0.01-800微米。因此，上述实施例的X射线光栅成像系统实现采用实验室X射线光管作为光源，不仅使成本大幅降低，还便于该X射线光栅成像系统的推广。

在一可选实施例中，X射线光栅成像系统还可包括信息处理装置，信息处理装置与X射线探测器6连接，用于提取样品3的信息，并对该信息进行分析处理。这里，信息处理装置可根据实际应用的需要进行配置。这样，采用上述实施例的X射线光栅成像系统，可以从X射线探测器6的探测到的信号中提出样品3的信息，并通过信息处理装置根据具体需求进行处理。

以上实施例对X射线光栅成像系统的主体结构进行了说明，下面对其采用的各多毛细管X射线光栅作进一步说明：

1、几何参量

上述各实施例中，多毛细管X射线源光栅2和X射线源相结合产生高功率的相干光以用于X射线光栅相衬成像，多毛细管X射线源光栅2沿其长度方向上的外形可为圆柱型面段、抛物线型面段或者其它二次曲面段。例如，如图2所示的多毛细管X射线源光栅的主体结构，其沿长度方向上的外形为抛物线型面段。

另外，如图2所示，多毛细管X射线源光栅2的几何参量包括：入口焦距F(即源光栅的入口端到X射线源的距离)、入口端直径d、出口端直径D和光栅长度h。可选的是，多毛细管X射线源光栅2的入口焦距F的取值范围可为1-20厘米、入口端直径d的取值范围可为2-8毫米、出口端直径D的取值范围可为0.2-40厘米，光栅长度h的取值范围可为0.1-25厘米。

上述各实施例中，多毛细管X射线相位光栅4和多毛细管X射线分析吸收光栅5沿各自长度方向上的外形均可为圆柱形面段。例如，参照图3和图4所示，其分别示出了多毛细管X射线相位光栅和分析吸收光栅的主体结构。

如图3所示，可选的是，多毛细管X射线相位光栅4中，沿光栅水平中心周线方向上的长度为h1的取值范围可为0.1-15厘米，相位光栅入口端和出口端的直径相同，都为d1的取值范围可为0.2-40厘米。

如图4所示，可选的是，多毛细管X射线分析吸收光栅5中，沿光栅水平中心周线方向上的长度为h2的取值范围可为0.1-10厘米，入口端和出口端直径相同，都为d2的取值范围可为0.2-40厘米。

2、物理参量

为了进一步说明多毛细管X射线光栅(包括源光栅2、相位光栅4和分析吸收光栅5)的结构和性能，这里主要介绍如下一些有关多毛细管X射线光栅的物理参量：

1)光栅周期

光栅周期为相邻单毛细管的中空通道的中心连线的长度，例如，参照图5和图6所示的光栅周期P1、P2。结合图5、6进一步说明如下：

参照图5、6，其分别为六角形、圆形多毛细管X射线光栅沿垂直于其中心对称轴线的剖面示意图。多毛细管X射线光栅沿垂直于其水平中心线方向的横截面的外形为正六边形。其中，构成多毛细管X射线光栅的中空单毛细管的轮廓外形为六角形或圆形。

如图5所示，沿垂直于多毛细管X射线光栅的水平中心线方向的横截面的外形为正六边形，构成这些光栅的中空单毛细管的轮廓为六角形。其中，图上横截面中的黑色部分是单毛细管的壁，用来吸收和阻挡X射线，白色部分是单毛细管的中空部分，作为X射线穿过光栅的通道，于是定义：相邻通道的中心连线的长度为该光栅的光栅周期P1。

另外，需要指出的是，多毛细管X射线光栅中单毛细管紧密排列，如果将中间一根单毛细管A所在的层数定义为1，则从内向外各层上的单管的数目为6(n-1)，其中n>1为层数，单管的内径大小相同。

如图6所示，沿垂直于多毛细管X射线光栅的水平中心线方向的横截面的外形为正六边形，构成这些光栅的中空单毛细管的轮廓为圆形，横截面中的黑色部分是单毛细管的壁，用来吸收和阻挡X射线，白色部分是单毛细管的中空部分，是X射线穿过光栅的通道，于是定义：相邻通道的中心连线的长度为该光栅的光栅周期P2。

另外，需要指出的是，多毛细管X射线光栅中单毛细管紧密排列，如果将中间一根单毛细管B所在的层数定义为1，则从内向外各层上的单管的数目为6(n-1)，其中n>1为层数，单管的内径大小相同。

2)高宽比

高宽比为多毛细管X射线光栅的长度与相应光栅周期的一半的比值。如图2-4中所示，多毛细管X射线源光栅2、多毛细管X射线相位光栅4和多毛细管X射线分析吸收光栅5的长度分别为h、h1和h2，于是定义：h、h1、h2分别与相应的光栅周期的一半的比值为各种光栅对应的“高宽比”。例如，多毛细管X射线相位光栅4的高宽比为其长度h1与光栅周期的一半的比值。

需要说明的是，上述各实施例中，多毛细管X射线光栅的光栅周期范围可为0.01-30微米，高宽比的范围可为5-90000。另外，多毛细管X射线光栅沿垂直于其中心对称轴线的界面的直径范围为1-700毫米，适用X射线的能量范围为0.1-200keV。

作为一种可选的实施方式，上述各实施例中，可采用具有以下参数的多毛细管X射线光栅：

1)多毛细管X射线源光栅2的光栅周期为6-10微米，高宽比为2000-5000。多毛细管X射线源光栅2沿垂直于其中心对称轴线的界面的直径为10毫米，适用能量为20、60、80keV的X射线。

2)多毛细管X射线相位光栅4的光栅周期为4-8微米，高宽比为1000-4000，多毛细管X射线相位光栅4沿垂直于其中心对称轴线的界面的直径为11毫米，适用能量为20、40、70keV的X射线。

3)多毛细管X射线分析吸收光栅5的光栅周期为3-7微米，高宽比为700-1500，多毛细管X射线光栅沿垂直于其中心对称轴线的界面的直径为12毫米，适用能量为20、30、50keV的X射线。

以上各实施例是本发明的发明人经过反复试验与研究得到的，利用多毛细管X射线光栅进行相衬成像的方法和系统，具有巨大的潜在应用，特别是利用具有较大“高宽比”的高能X射线光栅。

另外，对本领域技术人员来讲，基于现有技术，发展X射线相衬成像技术的另一个关键因素在于如何得到高功率的相干光，而比较理想的相干光是同步辐射光源，但同步辐射造价昂贵，不便于推广。对此，为便于推广的X射线相衬成像技术，本发明采用毛细管X射线光栅结合实验室普通X射线光管得到高功率相干光。鉴于上述特点，我们设计了基于该种光栅的X射线光栅相衬成像系统。

此外，本领域技术人员应当理解的是，上述各实施例的成像系统中还可包括其他有助于成像的辅助器件，如试验台、各光学元件的支架配件、调整装置配件等，这属于本领域常用的器件，因此不再作进一步说明。

综上，与现有技术相比，本发明各实施例提出的X射线光栅成像系统具有以下优点：

本发明提出的X射线光栅成像系统采用具有较大“高宽比”的多毛细管X射线光栅，可大幅提高该系统的分辨率，具有高分辨率的X射线光栅成像系统的使用范围广，并且可以采用实验室X射线光管，提高性能的同时还能降低造价成本，便于推广，具有潜在重要应用和广泛使用范围。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种X射线光栅成像系统，其特征在于，包括：

X射线光源(1)；

多毛细管X射线源光栅(2)，其入口端设置有所述X射线光源(1)，用于会聚所述X射线光源(1)发射的X射线并得到用于照射样品(3)的相干光；

多毛细管X射线相位光栅(4)，设置于所述样品(3)之后，用于收集并调制照射所述样品(3)后的X射线产生衍射自成像效应；

多毛细管X射线分析吸收光栅(5)，设置于所述相位光栅(4)之后，位于所述衍射自成像效应对应的自成像平面位置处，所述分析吸收光栅(5)用于收集并处理所述相位光栅(4)射出的X射线，将其中的相位信息转化为可识别的光强信息；

X射线探测器(6)设置在所述多毛细管X射线分析吸收光栅(5)之后，用于探测并收集所述样品(3)的信息。

2.根据权利要求1所述的X射线光栅成像系统，其特征在于，还包括：

信息处理装置，与所述X射线探测器(6)连接，用于提取并分析处理所述样品(3)的信息。

3.根据权利要求1或2所述的X射线光栅成像系统，其特征在于，所述样品(3)放置于所述多毛细管X射线源光栅(2)和多毛细管X射线相位光栅(4)之间，靠近所述多毛细管X射线相位光栅(4)的入口端；所述X射线探测器(6)设置在所述多毛细管X射线分析吸收光栅(5)之后靠近其出口端。

4.根据权利要求3所述的X射线光栅成像系统，其特征在于：

所述多毛细管X射线源光栅(2)沿其长度方向上的外形为圆柱型面段、抛物线型面段或者其它二次曲面段；和/或，

所述多毛细管X射线相位光栅(4)和所述多毛细管X射线分析吸收光栅(5)沿各自长度方向上的外形均为圆柱形面段；其中，所述多毛细管X射线相位光栅(4)入口端和出口端的直径相同；所述多毛细管X射线分析吸收光栅(5)入口端和出口端的直径相同。

5.根据权利要求1至4任一项所述的X射线光栅成像系统，其特征在于，所述多毛细管X射线源光栅(2)、所述多毛细管X射线相位光栅(4)及所述多毛细管X射线分析吸收光栅(5)为多毛细管X射线光栅，由多根硅酸盐或铅玻璃单毛细管拉制而成。

6.根据权利要求5所述的X射线光栅成像系统，其特征在于：

所述多毛细管X射线光栅的光栅周期范围为0.01-30微米，高宽比的范围为5-90000；其中，所述光栅周期为相邻单毛细管的中空通道的中心连线的长度；所述高宽比为所述多毛细管X射线光栅的长度与相应光栅周期的一半的比值；和/或，

所述多毛细管X射线光栅沿垂直于其中心对称轴线的界面的直径范围为1-700毫米，适用X射线的能量范围为0.1-200keV。

7.根据权利要求6所述的X射线光栅成像系统，其特征在于，所述多毛细管X射线源光栅(2)中每根单管的中空内经的直径为w，X射线的波长为λ，多毛细管X射线相位光栅(4)的光栅周期为p，则所述多毛细管X射线源光栅(2)和所述毛细管X射线相位光栅(4)之间的距离L≥wp/λ。

8.根据权利要求7所述的X射线光栅成像系统，其特征在于：

所述多毛细管X射线源光栅(2)的入口焦距F的取值范围为1-20厘米、入口端直径d的取值范围为2-8毫米、出口端直径D的范围为0.2-40厘米、光栅长度h的取值范围为0.1-25厘米；

所述多毛细管X射线相位光栅(4)中，沿光栅水平中心周线方向上的长度为h1的取值范围为0.1-15厘米，入口端和出口端的直径相同且取值范围为0.2-40厘米；

所述多毛细管X射线分析吸收光栅(5)中，沿光栅水平中心周线方向上的长度为h2的取值范围为0.1-10厘米，入口端和出口端直径相同且取值范围为0.2-40厘米。

9.根据权利要求8所述的X射线光栅成像系统，其特征在于：

所述多毛细管X射线源光栅(2)的光栅周期为6微米，高宽比为2000；所述多毛细管X射线源光栅(2)沿垂直于其中心对称轴线的界面的直径为10毫米；

所述多毛细管X射线相位光栅(4)的光栅周期为4微米，高宽比为1000，所述多毛细管X射线相位光栅(4)沿垂直于其中心对称轴线的界面的直径为11毫米；

所述多毛细管X射线分析吸收光栅(5)的光栅周期为3微米，高宽比为700，多毛细管X射线光栅沿垂直于其中心对称轴线的界面的直径为12毫米。

10.根据权利要求9所述的X射线光栅成像系统，其特征在于：

所述多毛细管X射线光栅沿垂直于其水平中心线方向的横截面的外形为正六边形；构成所述多毛细管X射线光栅的中空单毛细管的轮廓外形为六角形或圆形；

其中，构成所述多毛细管X射线光栅的多个单毛细管紧密排列，位于中心位置的单毛细管为一根，其所在的层数定义为1，则从内向外各层上的单毛细管的数目为6(n-1)，其中n为层数，n>1，各单毛细管的内径大小相同。