关注！OpticStudio中功能强大的API可用于模拟X射线测距仪

　　通常，x射线成像仅限于检测对象的吸收或衰减。由于许多材料具有相似的吸收系数，因此区分不同物质具有挑战性。而且，当分辨率受到大像素的限制时（例如医疗或安全扫描仪经常遇到的情况），也很难区分例如液体和粉末。

　　然而，当前的进步已经允许构造简单的基于射线的X射线成像系统的干涉仪版本。这些系统被称为Talbot-Lau干涉仪，不仅提供传统的衰减图像，而且还产生差分相位对比和散射（或所谓的暗场）图像。

　　迄今为止，Talbot-Lau X射线成像干涉仪的模拟仅限于物理光学技术，而物理光学技术在可以建模的对象的大小和复杂性方面非常有限。但是，斯坦福大学的Jeff Wilde和Lambertus Hesselink最近表明，可以使用非顺序射线跟踪来克服此限制。

　　上面是整体式PMMA牙膏管，PMMA剃须膏罐和不锈钢千斤顶刀的模拟X射线图像。图像（a）是标准的X射线衰减图像。图像（b）显示了差分相衬版本，而（c）是暗场图像。对牙膏管实施了散装射线散射，以使其在暗场模式下脱颖而出。例如，这可以表示从颗粒状糊剂中散射。

　　为了使用光线跟踪信息模拟其X射线干涉仪，斯坦福大学的科学家将Matlab的功能与OpticStudio的Application Programming Interface（API）的功能结合在一起。

　　该API是一种面向对象的编程工具，几乎可以使任何程序完全控制OpticStudio。通过将光线跟踪工具与高级数学工具结合使用，可以解决新的问题类别。

　　Talbot-Lau干涉仪使用三个光栅。光栅G0将圆形源转换为特定空间频率的准线源阵列。周期等于条纹图案的周期的光栅G2被用作信号分析器，因为检测器像素太大而不能直接检测干涉条纹。光栅G1用于产生两个干涉光束。+1和-1衍射级以稍微不同的角度离开光栅，并在检测器平面发生干涉。

　　如果没有物体，则在G2平面上形成参考干涉图。当将一个或多个物体引入光束时，干涉图会受到干扰。

　　可以追踪两条光线，即参考光线和物体射线，以预测物体射线与检测器相交的空间位置处干涉图的局部变化。

　　首先，如果与参考射线相比，通过衰减降低了目标射线强度，则可以减小在目标射线附近的条纹图案的平均值。另外，由于折射引起的光线偏转量会产生局部条纹相移。通过追踪许多源射线，可以确定整个干涉图的变化。

　　射线散射，它是射线偏转的随机形式，会在接收散射光线的任何给定像素上导致条纹相移的随机组合。这继而降低了检测到的条纹对比度，从而产生了暗场信号。因此，通过追踪足够多的射线，可以为所有三种成像模式构造现实对象的高质量图像。

　　所使用的光学模型（如下所示）处于非顺序模式，并且使用了OpticStudio工具（例如CAD导入，表面散射和体散射）。Matlab用于控制模型，关闭和打开对象，启动光线跟踪，保存光线，执行自定义光线分类和分析以及重建最终图像。

　　Talbot-Lau干涉仪建模的这种新方法可帮助使下一代医疗和安全扫描仪具有更高的性能和扩展的功能。

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