吸收光栅是X射线相衬成像系统的关键器件，铋吸收光栅由于其制作成本低廉且适于在普通实验室开展制作而受到青睐。提出了一种针对铋光栅X射线相衬成像条纹对比度的定量计算方法，通过建立模型，数值计算了不同铋层厚度的吸收光栅所对应的叠栅条纹对比度，并比较了π和π/2相位光栅两种情形下的结果。结果显示，随着吸收光栅铋层厚度的增加，条纹对比度逐渐增加，当源光栅和分析光栅的铋层厚度分别达到150 μm和110 μm时，利用π相位光栅在40 kV管电压下其条纹对比度可达48%，60 kV管电压下其条纹对比度只能达到22%。而在两个吸收光栅铋层厚度相同的情况下，采用π/2相位光栅所得条纹对比度略优于π相位光栅的结果。对铋光栅X射线相衬成像条纹对比度的计算分析，可作为X射线相衬成像系统设计的参考依据，推动该成像技术走向实用化。

X 射线光栅微分相衬成像技术对由轻元素构成的物质的内部探测具有传统吸收成像无法比拟的优势,在材料领域、安检领域以及医疗领域具有广阔的应用前景。吸收光栅是系统中的关键光学器件，其制作难度大、成本高，并且吸收光栅不能完全吸收高能X 射线而导致图像衬度和检测灵敏度下降，限制了该技术的发展应用。针对上述问题，基于自主研制的低成本铋材料源光栅和能够克服高能X 射线限制的具有分析光栅功能的结构化转换屏，提出了低成本、高效率的X 射线光栅微分相衬成像方法，在实验上获得了高质量的相衬图像。

从电源和驱动时序两方面入手，对影响CMOS 图像传感器LUPA-4000 成像质量的各种因素进行了分析。在此基础上，设计并实现了一套基于FPGA 和ARM 的具有参数调整功能的成像系统。LUPA-4000 工作中需要调节的7 种电源，采用了可调电阻与相应电源芯片相结合的方法进行设计。调整LUPA-4000 驱动时序所需的多个参数首先在PC 机中进行设置，然后通过基于ARM 的以太网传输至FPGA。实测显示，该成像系统操作灵活、可扩展性强，能够对LUPA-4000 驱动时序中多种参数进行精确的调整。本文对在实现该成像系统中需要解决的三个主要问题：硬件电路中可调电源的设计、参数的设置与传输方法以及LUPA-4000 驱动时序的FPGA 实现，都进行了详细的描述。