X射线相位衬度CT成像是一种新型的三维成像技术,是X射线相位衬度成像原理和计算机断层成像技术结合的产物,可以观察到常规吸收衬度CT成像无法观察到的软组织微细结构,特别适合对由轻元素组成的生物、医学样品进行成像,是一种具有巨大发展潜力的新成像方法。因此对于X射线相位衬度CT成像方法的研究具有重大意义。　　 本论文依托于北京同步辐射装置,开展了X射线相位衬度成像原理和计算机断层成像技术相结合的理论与实验研究.参与了X射线纳米分辨三维成像平台的建设工作,并将X射线相位衬度CT成像和X射线纳米分辨三维成像技术应用于材料学和生物形态学研究中,取得了以下几项创新成果:　　 1.研究了X射线衍射增强成像中的厚光束CT重建问题。提出了新的折射率及其导数的重建公式。利用该公式只需要采集一套CT数据即可完成折射率及折射率沿三个方向的导数重建工作,极大地简化了实验的操作过程,有效的完善了衍射增强CT重建理论。　　 2.在衍射增强CT成像中,开展了利用正反像投影提取相位信号、重建折射率的研究。获得了第一个正反像的CT投影数据,并第一次利用正反像投影数据获得了样品折射率和折射率导数的断层图像。同时根据实验结果,进行了正反像方法和原有方法的比较分析研究。分析结果表明:正反像方法具有投影数据采集速度快、本底噪声扣除干净、系统误差小、重建图像质量高等优点。　　 3.根据衍射增强成像和光栅微分相衬成像的相似性,北京同步辐射成像组把衍射增强CT成像中的正反像方法推广到光栅微分相位衬度CT成像中。为了实现这一推广,本人在瑞士同步辐射光源TOMCAT成像站开展了实验探索研究,完成了正反像投影法的实验验证、重建程序编写、模拟分析和数据处理工作。实验结果表明:与相位步进法相比,正反像方法具有辐射剂量低、投影数据采集速度快,操作简便等优点。并且结合迭代重建算法可以最大限度的减少样品的辐射剂量。　　 4.在光栅微分相位衬度成像的理论研究方面,提出了考虑小角散射后的光栅微分相位衬度成像方程。利用该方程,只需要获得样品在位移曲线不同位置的四张投影像即可快速获得样品的吸收信息、折射信息和散射信息。　　 5.参与了同步辐射纳米分辨三维成像设备的研制工作,主要负责硬X射线显微镜的安装、调试和性能测试工作,为实现30纳米分辨的项目指标做出了突出的贡献.本人亲自主持了分辨率达标攻关实验,获得了最高分辨率达到26nm的测试结果,是目前国际上最好的结果之一.同时利用同步辐射纳米分辨三维成像设备和微米分辨三维成像设备,开展了三维成像方法的应用研究。在钴纳米磁性材料生成机制和昆虫形态学的研究中,获得了重要的研究成果。