X射线相衬成像技术一直是X射线成像领域的一个前沿方向。相衬成像技术的原理是依靠X射线的相移信息来检测成像物体的内部结构。这种成像技术改善了传统X射线成像技术对弱吸收物体成像不明显的缺点，使得X射线相衬成像技术在医学、无损检测、材料科学以及生物学等领域展现了巨大的应用前景。　　当前，基于Talbot-Lau效应的X射线光栅相衬成像技术作为最为常用的方法之一，成为相衬成像的研究热点。但该技术普遍存在成像系统繁琐、成像效率不高、步进精度要求高、光栅制作困难等缺点，极大地限制了它的发展。针对以上问题，本文研究并设计了一种基于闪烁体结构的双能分析光栅，将它应用于X射线光栅相衬成像系统，并且阐述了该成像系统的成像原理和相位信息提取方法。此成像系统去除了精密的步进平台结构，使成像系统更简洁，同时解决了由于步进误差而导致成像质量下降的问题，提高了成像效率。此外，相比于传统X射线相衬成像光栅，本系统设计的双能分析光栅还具有便于加工制备等优势。　　本学位论文主要在以下几个方面开展了研究工作。首先，研究并设计了双能分析光栅的结构，包括制作栅条的材料以及栅条厚度的计算。其次，研究了多步位移提取相位的方法，根据本课题的成像系统，提出了一种与两步位移法类似的相位提取方法。然后，研究了光栅的相关制作工艺，加工制备了双能分析光栅。最后，搭建了基于双能分析光栅的X射线光栅相衬成像系统进行实验，实验结果表明，相比于传统X射线相衬成像，本系统能明显提高成像效率，改善成像质量。因此，本课题设计的基于闪烁体结构的双能分析光栅，促进了X射线光栅相衬成像系统研究及其实用化进程。