超越吸收-相襯&光譜成像技術(shù)打開顯微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X射線衰減原理——即材料對穿透射線的能量吸收程度。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，單一的吸收襯度成像往往是不夠的。
這為各行業(yè)帶來挑戰(zhàn)：
? 半導體與電子學：微孔洞、裂紋及薄互連層檢測
? 復合材料與增材制造：纖維取向、孔隙率及分層缺陷解析
? 生物醫(yī)學研究：無需破壞性樣本制備即可對軟組織和植入物進行可視化觀察
? 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，特別是對于精細樣品或高通量環(huán)境。必須引入新的對比機制來突破這些限制。
多元對比機制
應對成像需求演進的
兩種技術(shù)路徑
路徑1：高分辨相襯成像——
精細結(jié)構(gòu)與低密度材料的可視化
相襯成像不僅記錄X射線吸收量，還捕捉射線穿透不同材料時的波前相位偏移。這顯著提升了低密度與弱吸收材料的成像對比度，這些材料在單一吸收對比下難以顯影。
圖2 相位對比
inCiTe? 的兩種配置均采用無光柵的同軸相襯技術(shù)，通過記錄X射線穿透樣品后的干涉圖案來增強邊界清晰度與內(nèi)部細節(jié)分。
當配備KAImaging的BrillianSe?非晶硒直接探測器時，相襯成像性能達到極致：
8μm像素尺寸實現(xiàn)亞微米體素分辨率（低至0.8μm）
低/高能量下均具備高探測量子效率（DQE）
非晶硒直接轉(zhuǎn)換消除閃爍體導致的光學模糊
卓越的邊緣銳度與微細特征檢出能力
圖3 BrillianSe? a-Se/CMOS 探測器
該配置特別適用于：
聚合物與復合材料
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射線顯微鏡無需染色、切片或破壞性處理即可獲得亞微米級相襯圖像。
路徑2：兼具相襯優(yōu)勢的光譜(多能)成像——
基于材料成分的精準辨析
相襯成像雖能顯示精細結(jié)構(gòu)，卻無法區(qū)分材料元素組成。此時光譜(多能)CT技術(shù)顯得至關(guān)重要。
光譜(多能)CT通過測量材料在多個能量下的X射線吸收特性，可區(qū)分密度相近但原子序數(shù)不同的物質(zhì)。典型應用包括：
注塑電子件中金屬與聚合物的分離
航空航天復合材料異物的識別
電池電極材料分析
多材料組件的層間區(qū)分
圖4 18650電池成像效果對比
在此配置中，KAImaging的Reveal? 35C探測器發(fā)揮著核心作用。憑借其專有的三層設(shè)計，Reveal? 35C在單次曝光中同時捕獲多能帶數(shù)據(jù)，避免濾光片的切換并有效抑制運動偽影。同時同軸相襯技術(shù)使Reveal? 35C仍能獲得相位襯度增強效果——尤其在高倍放大或大型部件內(nèi)低密度結(jié)構(gòu)成像時。
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，仍保留相位邊緣增強能力。
特性
探測器技術(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 |
探測器 類型 | 直接轉(zhuǎn)換 （非晶硒/CMOS） | 三層間接轉(zhuǎn)換 （CsI） |
核心優(yōu)勢 | 亞微米分辨率與 精細結(jié)構(gòu)細節(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 |
理想應用 場景 | 復合材料、半導體 生物組織 | 多材料組件、電子 航空航天、電池 |
inCiTe? 3D
X射線顯微鏡
應對復雜材料的
模塊化成像方案
KAImaging的inCiTe?3D X射線顯微鏡為實驗室和制造商提供模塊化工具以應對廣泛成像挑戰(zhàn)：
技術(shù)規(guī)格
X射線光源模塊
探測器模塊
BrillianSe配置
高分辨相襯（亞微米細節(jié)）
低劑量，高DQE
精細結(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
大樣品的相位增強結(jié)構(gòu)對比度
系統(tǒng)參數(shù)
這種靈活架構(gòu)允許用戶在緊湊的臺式3D X射線顯微鏡系統(tǒng)中，根據(jù)材料特性、樣本尺寸和檢測需求選擇最優(yōu)配置。
結(jié)論
擴展micro-CT的成像能力
隨著材料日益復雜，傳統(tǒng)CT技術(shù)已難以滿足當前成像需求。相襯成像與多能成像已成為跨行業(yè)精準表征材料微觀結(jié)構(gòu)與成分的關(guān)鍵手段。
KAImaging的inCiTe? 整合這兩大對比度機制，并搭載BrillianSe與Reveal探測器，使研究人員和工程師能夠全面解析當今最先進材料的內(nèi)部特性。
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KAImaging 源自加拿大滑鐵盧大學，成立于2015年。作為一家專門開發(fā)x射線成像技術(shù)和系統(tǒng)的公司，KAImaging以創(chuàng)新為導向，致力于利用其先進的 X 射線技術(shù)為醫(yī)療、獸醫(yī)學和無損檢測工業(yè)市場提供最佳解決方案。公司擁有獨家開發(fā)并自有專利的高空間高分辨率非晶硒（a-Se）X射線探測器BrillianSe?和多能平板探測器Reveal?，并基于此推出了商業(yè)化X射線相襯微米CT inCiTe? 2.0。
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文稿：凱爾西
審核：凱文
排版：Sylvia
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