作为具有国际先进水平的第三代同步辐射光源，上海光源的X射线亮度比普通X光管高12~16个量级，基于它的X射线成像具有高空间分辨、高衬度分辨和快时间分辨的特点，同步辐射X射线可对样品实现原位、无损、高分辨、三维和动态成像，而且可以实现相位衬度成像，从而将X射线成像的应用领域拓展到软组织、聚合物等低Z材料。自2009年正式向用户开放以来，上海光源已在生物医学、材料科学、古生物学、土壤学等领域取得了一大批重要研究成果。为更好地支持用户，上海光源X射线成像组在定量成像、CT成像、快速CT重构等成像方法学领域开展了较为全面、系统的研究，大幅提高了实验效率和对不同样品的适应性。本文简要介绍了上海光源X射线成像方法学发展及相关应用研究进展。

将同步辐射X射线同轴相衬显微层析(PPCT)方法应用在野山参特征结构的原位无损成像研究，并利用相位吸收二重性Paganin算法(PAD-PA)实现了同步辐射X射线PPCT实验数据的相位重建和优化处理，获得了野山参草酸钙簇晶的三维显微结构、体积大小、空间分布和数量分布等定量信息。研究结果表明，PPCT方法与相位恢复算法结合可用于如野山参草酸钙簇晶这类中药材显微结构的定量研究。

第三代同步辐射为X射线成像提供了一个单色、能量可调谐的高亮度光源。对于由低Z材料组成的样品来说，相比于传统成像方法，X射线光栅微分相位成像可以实现更高的相位衬度灵敏度，与计算机层析(CT)技术相结合还可以实现三维高密度分辨成像和折射率的测量。在上海光源X射线成像及生物医学应用线站，成功搭建了一套X射线光栅成像系统。基于此成像系统，利用同一套扫描数据可重构出吸收、相位和散射三种衬度信息；对于标准聚合物样品，系统可以高精度定量测量样品的折射率信息。测试结果表明，建成的X射线光栅成像系统可以实现低Z材料和生物医学样品的多衬度成像，有望在生物医学、聚合物材料等领域的无损、高衬度及定量成像研究中发挥重要作用。

结合同轴X射线相位衬度成像(XPCI)中的Born近似相位恢复法和CT技术,实现了基于单一物像距同轴X射线相位衬度CT(IL-XPCT)投影图像的相位恢复切片重构方法。利用上海光源Ｘ射线成像及生物医学应用光束线站的单色光开展模型和生物样品(蝗虫)IL-XPCT研究。对比显示,进行相位恢复后,能获得更好的IL-XPCT重构切片和三维重建图像。实验结果表明,本方法具有用于生物活体样品三维无损成像研究的潜力。