超越吸收-相襯&光譜成像技術(shù)打開(kāi)顯微CT新“視界”
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核心局限
單一吸收成像力有不逮
傳統(tǒng)micro-CT依賴(lài)X射線(xiàn)衰減原理——即材料對(duì)穿透射線(xiàn)的能量吸收程度。高密度材料吸收率高，低密度材料吸收率低。但當(dāng)不同材料具有相似的衰減特性，或關(guān)鍵特征尺寸極為微小時(shí)，單一的吸收襯度成像往往是不夠的。
這為各行業(yè)帶來(lái)挑戰(zhàn)：
? 半導(dǎo)體與電子學(xué)：微孔洞、裂紋及薄互連層檢測(cè)
? 復(fù)合材料與增材制造：纖維取向、孔隙率及分層缺陷解析
? 生物醫(yī)學(xué)研究：無(wú)需破壞性樣本制備即可對(duì)軟組織和植入物進(jìn)行可視化觀察
? 多材料組件：聚合物、金屬及層狀結(jié)構(gòu)的區(qū)分
單純提高分辨率或劑量并非總是可行的，特別是對(duì)于精細(xì)樣品或高通量環(huán)境。必須引入新的對(duì)比機(jī)制來(lái)突破這些限制。
多元對(duì)比機(jī)制
應(yīng)對(duì)成像需求演進(jìn)的
兩種技術(shù)路徑
路徑1：高分辨相襯成像——
精細(xì)結(jié)構(gòu)與低密度材料的可視化
相襯成像不僅記錄X射線(xiàn)吸收量，還捕捉射線(xiàn)穿透不同材料時(shí)的波前相位偏移。這顯著提升了低密度與弱吸收材料的成像對(duì)比度，這些材料在單一吸收對(duì)比下難以顯影。
圖2 相位對(duì)比
inCiTe? 的兩種配置均采用無(wú)光柵的同軸相襯技術(shù)，通過(guò)記錄X射線(xiàn)穿透樣品后的干涉圖案來(lái)增強(qiáng)邊界清晰度與內(nèi)部細(xì)節(jié)分。
當(dāng)配備KAImaging的BrillianSe?非晶硒直接探測(cè)器時(shí)，相襯成像性能達(dá)到極致：
8μm像素尺寸實(shí)現(xiàn)亞微米體素分辨率（低至0.8μm）
低/高能量下均具備高探測(cè)量子效率（DQE）
非晶硒直接轉(zhuǎn)換消除閃爍體導(dǎo)致的光學(xué)模糊
卓越的邊緣銳度與微細(xì)特征檢出能力
圖3 BrillianSe? a-Se/CMOS 探測(cè)器
該配置特別適用于：
聚合物與復(fù)合材料
薄膜與涂層
軟生物組織
微電子器件與互連結(jié)構(gòu)
借助BrillianSe?，inCiTe? 3D X射線(xiàn)顯微鏡無(wú)需染色、切片或破壞性處理即可獲得亞微米級(jí)相襯圖像。
路徑2：兼具相襯優(yōu)勢(shì)的光譜(多能)成像——
基于材料成分的精準(zhǔn)辨析
相襯成像雖能顯示精細(xì)結(jié)構(gòu)，卻無(wú)法區(qū)分材料元素組成。此時(shí)光譜(多能)CT技術(shù)顯得至關(guān)重要。
光譜(多能)CT通過(guò)測(cè)量材料在多個(gè)能量下的X射線(xiàn)吸收特性，可區(qū)分密度相近但原子序數(shù)不同的物質(zhì)。典型應(yīng)用包括：
注塑電子件中金屬與聚合物的分離
航空航天復(fù)合材料異物的識(shí)別
電池電極材料分析
多材料組件的層間區(qū)分
圖4 18650電池成像效果對(duì)比
在此配置中，KAImaging的Reveal? 35C探測(cè)器發(fā)揮著核心作用。憑借其專(zhuān)有的三層設(shè)計(jì)，Reveal? 35C在單次曝光中同時(shí)捕獲多能帶數(shù)據(jù)，避免濾光片的切換并有效抑制運(yùn)動(dòng)偽影。同時(shí)同軸相襯技術(shù)使Reveal? 35C仍能獲得相位襯度增強(qiáng)效果——尤其在高倍放大或大型部件內(nèi)低密度結(jié)構(gòu)成像時(shí)。
圖5 Reveal? 35C
雖然空間分辨率較低（140μm像素尺寸），但這種配置為需要成分分析與多材料分離的大型樣品提供了理想方案。inCiTe? 2.0在整合這些多能成像功能的同時(shí)，仍保留相位邊緣增強(qiáng)能力。
特性
探測(cè)器技術(shù)決定成像邊界
特性 | BrillianSe? 高分辨相襯 | Reveal? 多能成像含相襯增強(qiáng) |
探測(cè)器 類(lèi)型 | 直接轉(zhuǎn)換 （非晶硒/CMOS） | 三層間接轉(zhuǎn)換 （CsI） |
核心優(yōu)勢(shì) | 亞微米分辨率與 精細(xì)結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié) | 多能材料分離 |
分辨率 | 8μm像素/ 0.8μm體素 | 140μm像素 |
相襯能力 | 相位靈敏度優(yōu)化 | 多能成像下的 相位增強(qiáng) |
理想應(yīng)用 場(chǎng)景 | 復(fù)合材料、半導(dǎo)體 生物組織 | 多材料組件、電子 航空航天、電池 |
inCiTe? 3D
X射線(xiàn)顯微鏡
應(yīng)對(duì)復(fù)雜材料的
模塊化成像方案
KAImaging的inCiTe?3D X射線(xiàn)顯微鏡為實(shí)驗(yàn)室和制造商提供模塊化工具以應(yīng)對(duì)廣泛成像挑戰(zhàn)：
技術(shù)規(guī)格
X射線(xiàn)光源模塊
探測(cè)器模塊
BrillianSe配置
高分辨相襯（亞微米細(xì)節(jié)）
低劑量，高DQE
精細(xì)結(jié)構(gòu)與軟材料成像首選
Reveal配置
同步多能譜采集
高效材料成分分離
大樣品的相位增強(qiáng)結(jié)構(gòu)對(duì)比度
系統(tǒng)參數(shù)
這種靈活架構(gòu)允許用戶(hù)在緊湊的臺(tái)式3D X射線(xiàn)顯微鏡系統(tǒng)中，根據(jù)材料特性、樣本尺寸和檢測(cè)需求選擇最優(yōu)配置。
結(jié)論
擴(kuò)展micro-CT的成像能力
隨著材料日益復(fù)雜，傳統(tǒng)CT技術(shù)已難以滿(mǎn)足當(dāng)前成像需求。相襯成像與多能成像已成為跨行業(yè)精準(zhǔn)表征材料微觀結(jié)構(gòu)與成分的關(guān)鍵手段。
KAImaging的inCiTe? 整合這兩大對(duì)比度機(jī)制，并搭載BrillianSe與Reveal探測(cè)器，使研究人員和工程師能夠全面解析當(dāng)今最先進(jìn)材料的內(nèi)部特性。
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KAImaging 源自加拿大滑鐵盧大學(xué)，成立于2015年。作為一家專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)x射線(xiàn)成像技術(shù)和系統(tǒng)的公司，KAImaging以創(chuàng)新為導(dǎo)向，致力于利用其先進(jìn)的 X 射線(xiàn)技術(shù)為醫(yī)療、獸醫(yī)學(xué)和無(wú)損檢測(cè)工業(yè)市場(chǎng)提供最佳解決方案。公司擁有獨(dú)家開(kāi)發(fā)并自有專(zhuān)利的高空間高分辨率非晶硒（a-Se）X射線(xiàn)探測(cè)器BrillianSe?和多能平板探測(cè)器Reveal?，并基于此推出了商業(yè)化X射線(xiàn)相襯微米CT inCiTe? 2.0。
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END
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