RU99116264A

RU99116264A - Способ нахождения фазы при получении фазовых контрастных изображений

Info

Publication number: RU99116264A
Application number: RU99116264/28A
Authority: RU
Inventors: Стефен Вилльям УИЛКИНЗ; Эндрю Весли СТЕВЕНСОН; Эндрю Питер ПОГАНИ; Тимур ГУРЕЕВ
Original assignee: Экс-Рэй Текнолоджиз Пти Лтд
Priority date: 1996-12-24
Filing date: 1997-12-24
Publication date: 2001-07-10

Claims

1. Способ получения изображения изменения фазы, введенного объектом в проникающее излучение, падающее на объект, включающий облучение объекта проникающим излучением, имеющим высокую поперечную пространственную когерентность; прием, по меньшей мере, части этого излучения детектором после того, как излучение вышло из объекта, и посредством этого получение и запись, по меньшей мере, двух записей напряженности для принятого излучения, причем каждая из них включает величины напряженности на предопределенных интервалах; и использование этих величин для получения матрицы величин, определяющих изображение изменения фазы, вводимого объектом в проникающее излучение, в котором упомянутые записи напряженности получают на постоянном ограниченном расстоянии после того, как излучение вышло из объекта, и относят к соответствующим различным распределениям энергии детектируемого излучения.

2. Способ по п. 1, в котором соответствующие различные распределения энергии получают путем изменения спектра энергии излучения, облучающего объект.

3. Способ по п. 1, в котором соответствующие различные распределения энергии получают путем обеспечения детектора возможностью обеспечивать напряженность как функцию энергии в определенном энергетическом диапазоне или диапазонах.

4. Способ по пп. 1, 2 или 3, в котором упомянутое вычисление включает решение одного или более дифференциальных уравнений передачи напряженности, связывающих фазу на плоскости объекта с изменением распределения напряженности вдоль направления распространения, используя предопределенные постоянные граничные условия.

5. Способ по пп. 1, 2 или 3, в котором упомянутое вычисление включает решение оптических уравнений Фурье.

6. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором упомянутые значения напряженности также отражают контрастность поглощения в объекте, и этот способ дополнительно включает использование упомянутых значений для нахождения матрицы величин, определяющих действительное чистое поглощающе-контрастное изображение объекта.

7. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором упомянутое проникающее излучение содержит излучение рентгеновских лучей.

8. Способ по п. 7, в котором упомянутое излучение рентгеновских лучей находится в диапазоне от 0,5 кэВ до 1 МэВ.

9. Способ по п.7 или 8, в котором упомянутое облучающее излучение является существенно монохроматическим.

10. Способ по п.7 или 8, в котором упомянутое облучающее излучение является полихроматическим.

11. Способ по любому из пп.7-10, в котором упомянутое облучающее излучение исходит от существенно точечного источника с полной шириной полумаксимума в 40 мкм или меньше.

12. Устройство для получения изображения изменения фазы, вводимого объектом в проникающее излучение, падающее на объект, содержащее источник для облучения объекта проникающим излучением, имеющим высокую поперечную пространственную когерентность; и детектор для приема, по меньшей мере, части упомянутого излучения после того, как излучение вышло из объекта, и посредством этого генерации, по меньшей мере, двух записей напряженности для принятого излучения, причем каждая из них включает величины напряженности на предопределенных интервалах; причем детектор предназначен для получения упомянутых записей напряженности на постоянном ограниченном расстоянии после того, как излучение вышло из объекта, и обеспечен средством, отличающим энергию, посредством которого упомянутые записи напряженности выполняются для соответственно различных распределений энергии детектированного излучения.

13. Устройство по п.12, в котором упомянутое средство, отличающее энергию, предназначено для изменения спектра энергии излучения, облучающего объект.

14. Устройство по п.13, в котором упомянутое средство, отличающее энергию, включает средство перевода данных детектора, способное обеспечить напряженность как функцию энергии в определенном энергетическом диапазоне или диапазонах.

15. Устройство по пп.12, 13 или 14, которое дополнительно включает компьютерное программное устройство, содержащее набор машинно-читаемых команд, который, будучи установленным в компьютере, имеющем подходящую операционную систему и средство памяти, конфигурирует компьютер таким образом, чтобы он мог при работе использовать упомянутые значения для нахождения матрицы величин, определяющих изображение изменения фазы, вносимого объектом в проникающее излучение.

16. Устройство по п.15, в котором упомянутое вычисление включает решение одного или более дифференциальных уравнений передачи напряженности, связывающих фазу на плоскости объекта с изменением распределения напряженности вдоль направления распространения, используя предопределенные постоянные граничные условия.

17. Устройство по п.15, в котором упомянутое вычисление включает решение оптических уравнений Фурье.

18. Устройство по любому из пп.12-17, которое дополнительно включает источник излучения рентгеновских лучей в качестве упомянутого источника для облучения объекта.

19. Устройство по п. 18, в котором упомянутое излучение рентгеновских лучей находится в диапазоне от 0,5 кэВ до 1 МэВ.

20. Устройство по п.18 или 19, в котором упомянутое облучающее излучение является существенно монохроматическим.

21. Устройство по п.18 или 19, в котором упомянутое облучающее излучение является полихроматическим.

22. Устройство по любому из пп.18-21, в котором упомянутый источник является существенно точечным источником с полной шириной полумаксимума в 40 мкм или меньше.

23. Способ получения изображения изменения фазы, введенного объектом в проникающее излучение, падающее на объект, из одной или более двумерных записей напряженности проникающего излучения после того, как оно прошло через объект, причем излучение имеет высокую поперечную пространственную когерентность, когда падает на объект, а запись или каждая из записей, полученная на ограниченном расстоянии после того, как излучение вышло из объекта, включает фазово-возмущенные составляющие в окружающем поле излучения, либо равномерно фазово-возмущенном, либо фазово не возмущенном, при этом способ включает запись величин напряженности из записи или каждой записи с предопределенными интервалами; использование этих величин и некоторых предопределенных постоянных граничных условий для нахождения матрицы величин, определяющих изображение изменения фазы, внесенного объектом в проникающее излучение, путем решения дифференциального уравнения передачи напряженности, связывающего фазу в выходной плоскости объекта с изменением распределения напряженности вдоль направления распространения.

24. Способ получения изображения изменения фазы, введенного объектом в проникающее излучение, падающее на объект, включающий облучение объекта проникающим излучением, имеющим высокую поперечную пространственную когерентность, прием, по меньшей мере, части упомянутого излучения детектором на одном или более ограниченных расстояниях после того, как излучение было выпущено из объекта, включая фазово-возмущенные составляющие в окружающем поле излучения, либо равномерно фазово-возмущенном, либо фазово не возмущенном, и таким образом, получение и запись значений напряженности для принятого излучения на предопределенных интервалах; и использование этих величин и некоторых постоянных граничных условий для нахождения матрицы величин, определяющих изображение изменения фазы, внесенного объектом в проникающее излучение, путем решения дифференциального уравнения передачи напряженности, связывающего фазу в плоскости объекта с изменением распределения напряженности вдоль направления распространения.

25. Способ по п.23 или 24, в котором упомянутые значения напряженности также отражают контрастность поглощения в объекте, и этот способ дополнительно включает использование упомянутых значений для нахождения матрицы величин, определяющих действительное чистое поглощающе-контрастное изображение объекта.

26. Способ по пп.23, 24 или 25, в котором упомянутое проникающее излучение содержит излучение рентгеновских лучей.

27. Способ по п.26, в котором упомянутое излучение рентгеновских лучей находится в диапазоне от 0,5 кэВ до 1 МэВ.

28. Способ по п.26 или 27, в котором упомянутое облучающее излучение является существенно монохроматическим.

29. Способ по п.26 или 27, в котором упомянутое облучающее излучение является полихроматическим.

30. Способ по п.29, в котором упомянутое уравнение включает спектрально взвешенный член или коэффициент, зависящий от квадрата соответствующих составляющих длин волн.

31. Способ по любому из пп.23-30, в котором упомянутые граничные условия включают постоянные Дирихле, Неймана или периодические граничные условия и выбираются так, чтобы достичь единственного решения уравнения для фазы, по меньшей мере, согласно произвольной постоянной составляющей.

32. Способ по п.31, в котором решение дополнительно использует одно или более оптических условий, выбранных из группы, состоящей из малой кривизны волнового фронта для падающего излучения, отсутствия точек фокуса между объектом и изображением, и равномерного освещения объекта.

33. Устройство для получения изображения изменения фазы, внесенного объектом в проникающее излучение, падающее на объект, содержащее источник для облучения объекта проникающим излучением, имеющим высокую поперечную пространственную когерентность; детектор для приема, по меньшей мере, части упомянутого излучения на ограниченном расстоянии после того, как излучение вышло из объекта, включая фазово-возмущенные составляющие в окружающем поле излучения, либо фазово не возмущенном, либо равномерно фазово-возмущенном, и таким образом, генерации значений напряженности для принятого излучения на предопределенных интервалах; и компьютер, включающий записанную программу машинно-читаемых команд, способную работать для использования упомянутых значений и некоторых предопределенных постоянных граничных условий, чтобы находить матрицу величин, определяющих изображение изменения фазы, внесенного объектом в проникающее излучение, путем решения дифференциального уравнения передачи напряженности, связывающего фазу на плоскости объекта с изменением распределения напряженности вдоль направления распространения.