研究目的
利用Timepix3芯片的单掩模边缘照明装置提升相位对比图像的信噪比，实现光子亚像素级识别，有望通过单次曝光获取暗场成像。
研究成果
在SM-EI XPC成像中采用Timepix3芯片，通过亚像素方法可使信噪比显著提升至少67±5%，从而降低样品辐射剂量。该技术展现出单次曝光实现暗场成像的潜力，以及无需光栅扫描即可获得更高分辨率成像的前景，不过仍需进一步工作来校正误差并探索角分辨率的下限。
研究不足
探测器的性能受电荷共享限制，且该设置需要精确对准和几何优化。亚像素方法的增益会随着小光束尺寸增大或距离增加而降低。亚像素定位中的系统误差需通过模型进行校正，且该技术的灵敏度取决于光子计数的统计波动和小光束尺寸。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用单掩模边缘照明（SM-EI）装置进行X射线相位衬度成像，利用Timepix3芯片的亚像素光子定位功能提升信噪比。设计原理基于克服探测器伪影限制，实现双向灵敏度检测并降低样品剂量。
2：样品选择与数据来源：
选用300微米厚尼龙丝及4根交叉尼龙丝作为样品，因其材料特性符合相位衬度成像要求。通过多步距栅格扫描样品获取更高分辨率数据。
3：实验设备与材料清单：
设备包含滨松光子学L12161-07微焦点X射线源、带二维孔阵列的钨吸收掩模、搭载Timepix3芯片的Advapix探测器、Newport IMS500CC位移台及Pixet等数据处理软件；材料涉及用于掩模的钨箔和作为样品的尼龙丝。
4：实验流程与操作规范：
装置配置为掩模距光源ZXM、探测器距掩模ZMD、样品置于二者之间ZSD位置。探测器校准使光束聚焦于像素角落。原始格式采集数据，记录每个事件的像素位置、到达时间及超过阈值时间。后期应用不同处理方法（iToT、事件模式、亚像素重排）对比性能。
5：数据分析方法：
通过加权平均计算光束位置、折射角及信噪比。统计方法包含标准差计算与拟合函数评估精度。使用Pixet等软件进行亚像素定位与能量转换。
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获取完整内容-
X-ray source
L12161-07
Hamamatsu Photonics
Generates X-rays for imaging experiments
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Detector
Advapix with Timepix3 chip
Advacam
Detects X-ray photons with subpixel resolution for phase contrast imaging
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Translation stage
IMS500CC
Newport
Precise movement for aligning mask and scanning samples
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Software
Pixet
Advacam
Interface for data acquisition and processing, including subpixel positioning
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