X射線相位成像的案例
[NEWSLETTER] X射線成像中的泰伯效應
X射線成像已在醫學成像和工業檢查等領域有許多應用。一個常見的X射線成像設備的設計是基于泰伯效應——一種衍射效應，其中一個周期性的結構，如光柵，可在其背后一定距離產生該結構精確的像。
作為一個基于快速物理光學的軟件平臺，VirtualLab Fusion提供了合適的求解器來傳播光線，包括所有的衍射效應。關于VirtualLab Fusion在這一領域的能力的簡短演示，請看下面的例子：
用于X射線成像的單光柵干涉儀
在X射線的單光柵干涉儀中采用了三種類型的光柵（以相位傳輸為模型），并研究了所選光柵的自成像。
塔爾伯特效應的建模
我們展示了塔爾伯特效應的建模，這是一個著名的周期性結構（如光柵）的近場衍射效應。
展開 VirtualLab：X射線成像中的泰伯效應
X射線成像已在醫學成像和工業檢查等領域有許多應用。一個常見的X射線成像設備的設計是基于泰伯效應——一種衍射效應，其中一個周期性的結構，如光柵，可在其背后一定距離產生該結構精確的像。
作為一個基于快速物理光學的軟件平臺，VirtualLab Fusion提供了合適的求解器來傳播光線，包括所有的衍射效應。關于VirtualLab Fusion在這一領域的能力的簡短演示，請看下面的例子：
用于X射線成像的單光柵干涉儀
在X射線的單光柵干涉儀中采用了三種類型的光柵（以相位傳輸為模型），并研究了所選光柵的自成像。
塔爾伯特效應的建模
我們展示了塔爾伯特效應的建模，這是一個著名的周期性結構（如光柵）的近場衍射效應。
展開 VirtualLab：用于X射線成像的單光柵干涉儀
摘要
X射線成像通常是基于Talbot效應，以及光柵的周期性自成像。按照N. Morimoto等人的工作，我們選擇了三種類型的相位光柵，有十字、棋盤和網狀圖案。這些光柵在一個單一的光柵干涉儀中被采用，被建模為僅有相位的傳輸函數（因為X射線的波長比光柵的最小特征尺寸小得多），并且在VirtualLab Fusion中測試它們的自成像。
建模任務
相位光柵
如果光柵結構的最小特征大于入射光波長的大約五倍，那么產生的相位值就與結構成正比。
在這種情況下，我們通過函數定義的方法來模擬光柵。
在我們的光學設置中，我們使用了一個理想的組件，其中電磁場被乘以僅有相位的傳輸函數，這可以很容易地進行編程。
在VirtualLab Fusion中通過編程靈活定義任意傳輸函數
總結-元件
十字相位光柵
棋盤相位光柵
網格相位光柵
VirtualLab Fusion的工作流程
? 指定或定制傳輸函數
- 如何使用可編程功能及實例 (圓柱形透鏡）[用例］
? 選擇適當的檢測器進行光場的可視化
- 電磁場檢測器 [用例］
? 正確設置傅里葉變換
- 傅里葉變換的設置--在實例中討論 [用例]
VirtualLab Fusion技術
文件信息
更多閱讀
- Talbot效應的建模
- 傅里葉變換的設置--在實例中討論
- 不同孔徑后的衍射圖案
展開 [VirtualLab] 用于X射線成像的單光柵干涉儀
摘要
X射線成像通常是基于Talbot效應，以及光柵的周期性自成像。按照N. Morimoto等人的工作，我們選擇了三種類型的相位光柵，有十字、棋盤和網狀圖案。這些光柵在一個單一的光柵干涉儀中被采用，被建模為僅有相位的傳輸函數（因為X射線的波長比光柵的最小特征尺寸小得多），并且在VirtualLab Fusion中測試它們的自成像。
建模任務
相位光柵
如果光柵結構的最小特征大于入射光波長的大約五倍，那么產生的相位值就與結構成正比。
在這種情況下，我們通過函數定義的方法來模擬光柵。
在我們的光學設置中，我們使用了一個理想的組件，其中電磁場被乘以僅有相位的傳輸函數，這可以很容易地進行編程。
在VirtualLab Fusion中通過編程靈活定義任意傳輸函數
總結-元件
十字相位光柵
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- 傅里葉變換的設置--在實例中討論
- 不同孔徑后的衍射圖案
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VirtualLab：用于X射線成像的單光柵干涉儀
摘要
X射線成像通常是基于Talbot效應，以及光柵的周期性自成像。按照N. Morimoto等人的工作，我們選擇了三種類型的相位光柵，有十字、棋盤和網狀圖案。這些光柵在一個單一的光柵干涉儀中被采用，被建模為僅有相位的傳輸函數（因為X射線的波長比光柵的最小特征尺寸小得多），并且在VirtualLab Fusion中測試它們的自成像。
建模任務
相位光柵
如果光柵結構的最小特征大于入射光波長的大約五倍，那么產生的相位值就與結構成正比。
在這種情況下，我們通過函數定義的方法來模擬光柵。
在我們的光學設置中，我們使用了一個理想的組件，其中電磁場被乘以僅有相位的傳輸函數，這可以很容易地進行編程。
在VirtualLab Fusion中通過編程靈活定義任意傳輸函數
總結-元件
十字相位光柵
棋盤相位光柵
網格相位光柵
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? 指定或定制傳輸函數
- 如何使用可編程功能及實例 (圓柱形透鏡）[用例］
? 選擇適當的檢測器進行光場的可視化
- 電磁場檢測器 [用例］
? 正確設置傅里葉變換
- 傅里葉變換的設置--在實例中討論 [用例]
VirtualLab Fusion技術
文件信息
展開 VirtualLab：用于X射線成像的單光柵干涉儀
摘要
X射線成像通常是基于Talbot效應，以及光柵的周期性自成像。按照N. Morimoto等人的工作，我們選擇了三種類型的相位光柵，有十字、棋盤和網狀圖案。這些光柵在一個單一的光柵干涉儀中被采用，被建模為僅有相位的傳輸函數（因為X射線的波長比光柵的最小特征尺寸小得多），并且在VirtualLab Fusion中測試它們的自成像。
建模任務
相位光柵
如果光柵結構的最小特征大于入射光波長的大約五倍，那么產生的相位值就與結構成正比。
在這種情況下，我們通過函數定義的方法來模擬光柵。
在我們的光學設置中，我們使用了一個理想的組件，其中電磁場被乘以僅有相位的傳輸函數，這可以很容易地進行編程。
在VirtualLab Fusion中通過編程靈活定義任意傳輸函數
總結-元件
十字相位光柵
棋盤相位光柵
網格相位光柵
VirtualLab Fusion的工作流程
? 指定或定制傳輸函數
- 如何使用可編程功能及實例 (圓柱形透鏡）[用例］
? 選擇適當的檢測器進行光場的可視化
- 電磁場檢測器 [用例］
? 正確設置傅里葉變換
- 傅里葉變換的設置--在實例中討論 [用例]
VirtualLab Fusion技術
文件信息
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- Talbot效應的建模
- 傅里葉變換的設置--在實例中討論
- 不同孔徑后的衍射圖案
展開 用于X射線成像的單光柵干涉儀
摘要
X射線成像通常基于Talbot效應和光柵的自成像。 在N. Morimoto等人的工作之后，我們選擇了三種類型的相位光柵，分別是交叉形，棋盤形和網格形圖案。 本案例中，光柵被用于單光柵干涉儀中，建模為僅相位傳輸函數（因為X射線波長遠小于光柵周期），并在VirtualLab Fusion中檢查了其成像。
建模任務
交叉圖案相位光柵
棋盤圖案相位光柵
網格圖案相位光柵
不同案例之間的比較
走進VirtualLab Fusion
VirtualLab Fusion工作流程
?指定或自定義傳輸功能
–如何使用可編程功能和示例（圓柱透鏡） [用例]
?選擇合適的探測器進行現場可視化
–電磁場探測器 [用例]
?正確設置傅立葉變換
–傅立葉變換設置–實例討論 [用例]
VirtualLab Fusion技術
展開 用于X射線成像的單光柵干涉儀
摘要
X射線成像通常基于Talbot效應和光柵的自成像。 在N. Morimoto等人的工作之后，我們選擇了三種類型的相位光柵，分別是交叉形，棋盤形和網格形圖案。 本案例中，光柵被用于單光柵干涉儀中，建模為僅相位傳輸函數（因為X射線波長遠小于光柵周期），并在VirtualLab Fusion中檢查了其成像。
建模任務
交叉圖案相位光柵
棋盤圖案相位光柵
網格圖案相位光柵
不同案例之間的比較
走進VirtualLab Fusion
VirtualLab Fusion工作流程
VirtualLab Fusion技術
展開 X射線成像系統：Kirkpatrick-Baez鏡和單光柵干涉儀
在如醫療成像和工業檢查等廣泛的應用中，X射線成像是一種有價值的工具。在VirtualLab Fusion中，我們已經成功地實現了幾個著名的X射線成像系統，它們可以用來探索所討論裝置的成像特性，或用來說明特殊的X射線成像原理。在本通訊中，我們展示了兩個X射線成像實驗：(1)使用Kirkpatrick-Baez鏡創建納米級X射線成像點；(2)用單光柵干涉儀說明相襯X射線成像原理。
X射線束的掠入射聚焦鏡
Kirkpatrick-Baez 鏡將掠入射X射線場聚焦到一個納米級的點上。本用例展示了Kirkpatrick-Baez鏡的分析設計過程和焦點區域的衍射圖樣。
用于X射線成像的單光柵干涉儀
在用于X射線的單光柵干涉儀中采用了三種類型的光柵(僅通過相位傳輸建模)，并對所選光柵的自成像進行了研究。
更多信息請發送消息到：support@infotek.com.cn / support@infocrops.com
展開 X射線成像系統：Kirkpatrick-Baez鏡和單光柵干涉儀
在如醫療成像和工業檢查等廣泛的應用中，X射線成像是一種有價值的工具。在VirtualLab Fusion中，我們已經成功地實現了幾個著名的X射線成像系統，它們可以用來探索所討論裝置的成像特性，或用來說明特殊的X射線成像原理。在本通訊中，我們展示了兩個X射線成像實驗：(1)使用Kirkpatrick-Baez鏡創建納米級X射線成像點；(2)用單光柵干涉儀說明相襯X射線成像原理。
X射線束的掠入射聚焦鏡
Kirkpatrick-Baez 鏡將掠入射X射線場聚焦到一個納米級的點上。本用例展示了Kirkpatrick-Baez鏡的分析設計過程和焦點區域的衍射圖樣。
用于X射線成像的單光柵干涉儀
在用于X射線的單光柵干涉儀中采用了三種類型的光柵(僅通過相位傳輸建模)，并對所選光柵的自成像進行了研究。
更多信息請發送消息到：support@infotek.com.cn / support@infocrops.com
網址： http://www.infotek.com.cn / http://www.honglun-seminary.com
展開 X射線成像系統：Kirkpatrick-Baez鏡和單光柵干涉儀
在如醫療成像和工業檢查等廣泛的應用中，X射線成像是一種有價值的工具。在VirtualLab Fusion中，我們已經成功地實現了幾個著名的X射線成像系統，它們可以用來探索所討論裝置的成像特性，或用來說明特殊的X射線成像原理。在本通訊中，我們展示了兩個X射線成像實驗：(1)使用Kirkpatrick-Baez鏡創建納米級X射線成像點；(2)用單光柵干涉儀說明相襯X射線成像原理。
X射線束的掠入射聚焦鏡
Kirkpatrick-Baez 鏡將掠入射X射線場聚焦到一個納米級的點上。本用例展示了Kirkpatrick-Baez鏡的分析設計過程和焦點區域的衍射圖樣。
用于X射線成像的單光柵干涉儀
在用于X射線的單光柵干涉儀中采用了三種類型的光柵(僅通過相位傳輸建模)，并對所選光柵的自成像進行了研究。
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研究電子束金屬3D打印：集成X射線、熱成像、可見光等成像技術
圖片來IZET ESCANO
2022年4月19日，南極熊獲悉，威斯康星大學麥迪遜分校的工程師將特殊的高能X射線、熱成像、可見光相結合，研究新的3D打印技術，制造先進的金屬零件，以更好地了解（并改進）有前途的制造方法。
預防3D打印零件的缺陷很重要。為了更多地了解電子束粉末床融合的3D打印工藝，由助理教授陳連毅領導的威斯康星大學麥迪遜分校機械工程師團隊開創了一個新系統，允許他們使用同步加速器X射線實時觀察各個打印流程，包括正在打印的部件內部等。
“電子束金屬3D打印技術，目前發展速度非常快，”陳連毅說。“這是制造航空航天零件的一項重要技術——例如，可用于制造噴氣發動機的鋁化鈦零件。目前其他的3D打印技術還無法制造這些。”
電子束粉末床熔合始于基底上的金屬粉末基底。電子束熔化并融合新的粉末層，以自下而上構建零件。雖然這個過程聽起來很簡單，但該技術還處于早期階段，還有很多問題需要研究。比如隱藏在金屬層中的缺陷，隨時可能會在沒有預兆的情況下導致故障。
△威斯康星大學麥迪遜分校機械工程師團隊所使用的增材制造裝置一角。圖片來IZET ESCANO
“這是我們第一次有能力看到表面之下發生了什么——形成缺陷的機制是什么，”陳說。“通過對打印流程的更深入了解，我們可以持續改進此技術，將質量提升到更高的水平。”
該團隊于2022年1月初，成功在阿貢國家實驗室的高級光子源上完成測試。該光子源使用粒子加速器產生超亮、高能X射線，以便用于嚴苛的科學研究。
威斯康辛大學的系統結合了同步x射線成像和衍射——一種利用材料散射x射線的方式來重建形狀的過程。高能同步輻射x射線使研究人員能夠在打印系統工作時，以前所未有的細節觀察材料隱藏的內部是如何工作的。熱成像相機可以讓他們研究工藝過程中監控溫度的變化，而可見光相機可以讓他們研究零件表面結構的變化。
展開 計算機X射線斷層成像（CT）掃描促進3D打印增材制造發展
很多情況下，在缺乏先進檢測技術的幫助下，一些工件內部檢查方法需要用二維X射線掃描，或采用破壞性的檢測方式。
工業用計算機X射線斷層成像（CT）掃描是一種新興檢測技術，它為大幅降低產品試制檢測成本，以及在三維無損檢測中快速而準確地分析工件內部缺陷提供了可能。
檢測，無需破壞
業用計算機X射線斷層成像（CT）掃描允許測量內部結構和缺陷。采用這種技術使用戶能夠以以前只能通過破壞性方法完成的方式可視化內部結構。
拿國際工具與設備公司（TEI）來說，該公司的設計團隊開發了全電動摩托車Lightning LS-218，旋轉臂是由3D軟件設計公司Autodesk創建的，然后用了三個星期的時間進行鑄造、清潔、熱處理、精加工和檢查摩托車擺臂。
為確保零件滿足機械扭轉的需求，TEI采用了工業用計算機X射線斷層成像（CT）掃描來測量內部結構和缺陷。作為自20世紀70年代以來醫學領域的領先技術，CT掃描正在工業領域成為重要的檢測工具。
工業CT掃描的基本形式與醫學CAT掃描類似，只是現在這種CT技術正被用于掃描各種工業零部件，而不是人體。醫學CAT掃描主要用于可視化目的，而工業CT掃描不僅實現可視化，而且還可進行測量。工業CT掃描是將二維X射線圖像交織形成工件內部和外部三維影像的過程。*
由于采用X射線掃描，因此可在無需夾持的自由狀態下對脆弱易損的零部件進行檢測。由于無需對工件施加測量力和進行夾持，因此可確保工件被檢測時處于其自然位置。掃描完成后，對數據進行重構，然后用CT CAD軟件進行數據處理，實現零件與CAD模型對比、幾何尺寸與公差（GD＆T）分析、零件與零件對比、組件/缺陷分析、孔隙分析和壁厚分析，并生成逆向工程所需要的CAD數據。
展開 《Science》子刊：催化反應過程單個合金納米粒子的X射線成像！
為了克服以上限制，需要高分辨率成像技術，與現實的反應條件兼容。近年來，透射電子顯微鏡在常壓催化反應條件下納米粒子的研究方面，取得了長足的進展。此外，在其他X射線成像技術中，相干X射線衍射成像(CXDI)，也已被證明是納米分辨率的納米尺度物體結構表征的一種非常強大的方法。它可以研究一個納米物體的三維(3D)晶體電子密度和應變場，這在氧化、還原和反應條件下的實驗中得到了證實。然而，目前還缺乏原位研究，包括工作催化劑的單納米顆粒水平的結構表征。
據報道，含PtRh納米顆粒的廢氣凈化三元合金催化劑，由于協同電子效應而表現出更高的活性。它們的近表面成分，預計會因不同的氣體環境而不同，從而影響其活性。
在此，研究者證明了在典型的CO氧化反應中，在原位催化流動條件下，一個活性的、單一的PtRh合金催化劑納米顆粒的表面可以用X射線成像。密度泛函理論計算，可允許將晶面表面應變狀態與其反應環境依賴的化學成分聯系起來。研究發現，在CO氧化反應條件下，初始Pt-終端的納米粒子表面富集了Rh。
展開 昆工《AFM》：一種可用于高分辨X射線成像的高性能聚合物陶瓷！
閃爍體能將高能X射線輻射轉換為傳統光電探測器(如非晶硅光電二極管、光電倍增管等)可以檢測到的低能紫外/可見光光子，是獲得電子格式X射線圖像的一種低成本和可靠的檢測方法。近年來，包括具有有效輻射發光的CsPbBr3的膠體閃爍體在低成本射線照相和靈活的X射線成像應用中受到持續關注。鹵化物鈣鈦礦是一種新興的X射線成像閃爍材料。高質量的X射線成像通常要求高空間分辨率和長工作壽命，特別是對于不規則形狀的目標對象。
來自昆明理工大學等單位的學者設計了一種鈣鈦礦型“聚合物-陶瓷”閃爍體，將鹵化物鈣鈦礦納米晶生長在高粘度(6×1012CP)的預固化聚合物結構中，以構建靈活、可刷新的X射線成像。本文提出了一種成核抑制策略，以防止鈣鈦礦晶體在隨后的沉淀過程中團聚和Ostwald熟化，從而使高質量的聚合物陶瓷閃爍體具有高透明度。這種基于閃爍體的探測器的探測極限為120nGy s-1，空間分辨率為12.5lp mm-1。有趣的是，由于聚合物基質提供的剝離原子的錨定效應，閃爍體薄膜在長時間(≥3h)和高劑量(8mGys-1)照射后可以重生。更重要的是，這一固有特性克服了鈣鈦礦型閃爍體使用壽命長的問題。本文對聚合物陶瓷閃爍體的探索為開發柔性耐用的鈣鈦礦閃爍體鋪平了道路，這種閃爍體可以以較低的運行成本生產出來。
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