第一章 绪论 1
第二章 X射线透视成象技术 7
2.1 概论 7
2.2 X射线透视成象原理 10
2.2.1 透过率携带质量厚度信息 10
2.2.2 宽能谱X射线束成象的简化模型 11
2.2.3 光密度图象公式 15
2.3 乳剂X射线感光原理 17
2.3.1 乳剂感光原理简述 17
2.3.2 乳剂感X射线特性 22
2.3.3 增感屏技术 24
2.4.1 次级射线的影响及准直、屏蔽和滤波技术 28
2.4 透视图象的对比度和空间分辨 28
2.4.2 康普顿散射对图象空间分辨影响 29
2.4.3 “增感屏／底片”对图象空间分辨影响 32
2.4.4 X射线源尺度对图象空间分辨影响 33
2.4.5 动态过程闪光X射线照相的时间和空间分辨 34
2.5 系统点扩展函数和调制传递函数 35
2.5.1 系统的PSF、MTF和LSF之间关系 35
2.5.2 针孔照相方法测系统PSF 35
2.5.3 台阶照相方法测系统LSF和MTF 36
2.5.4 狭缝照相方法测系统LSF 38
2.5.5 分辨率板照相方法测系统MTF 39
2.6.1 X射线源发射特性 43
2.6 X射线源的能谱特性及其测定方法 43
2.6.2 X射线束等效单能谱的实验测定 45
2.6.3 计算衰减与实验结果拟合反演法 47
2.7 X射线高速摄影系统 49
2.7.1 常规闪光X射线摄影系统 49
2.7.2 超高能脉冲X射线系统 54
2.7.3 序列多幅X射线高速摄影系统 60
2.7.4 同步和计时线路 67
2.8 静态无损探伤X射线照相设备简介 68
第三章 X射线照相图象处理技术 71
3.1 概论 71
3.2.1 噪声性质 75
3.2 图象噪声与测量质量厚度方法及其误差 75
3.2.2 噪声的测量与分析 77
3.2.3 质量厚度测量方法和对图象信噪比要求 83
3.3 降低噪声的图象处理方法 85
3.3.1 “增感屏／底片”层叠技术和多张图象平均法 86
3.3.2 剔除偏差超出阈值的邻域平均方法 87
3.3.3 与邻域平均值比较设阈置换法 89
3.3.4 卷积技术 89
3.3.5 频域滤波技术 91
3.4 滤波法图象复原 93
3.4.1 X射线图象退化模型 93
3.4.2 逆滤波图象复原 95
3.4.3 维纳滤波复原 96
3.4.4 等功率谱滤波复原 105
3.4.5 约束最小二乘法滤波复原 108
3.5 比较法测定模糊边界 110
3.5.1 模糊边界象梯度峰位错位计算比较法 111
3.5.2 用静态比较样品边界象梯度峰位错位的实验比较法 114
3.6 对称物体投影图象重建技术 114
3.6.1 解三角联立方程方法 114
3.6.2 卷积反投影法 118
3.7 同时完成图象复原和重建的迭代方法 121
3.7.1 模型和投影估值公式 121
3.7.2 两项准则的迭代方法 123
3.8 爆炸碎片参数测量图象处理技术 125
3.8.1 测定碎片质量 126
3.8.2 测定碎片质心位置、速度、动能和它们的分布 127
3.9 射流特征量测量图象处理技术 130
3.9.1 测射流速度、质量、动能等的分布 131
3.9.2 射流“速度质量（百分点）”实验测定与理论计算结果的比较 134
3.9.3 射流侵彻靶的临界速度、有效质量和有效动能的测定 135
第四章 计算机层析成象技术 138
4.1 综述 138
4.2 医用X-CT成象技术 139
4.2.1 全身X-CT基本要求和结构 139
4.2.2 医用动态X-CT技术 145
4.3 核医学发射CT成象技术 145
4.3.1 单光子发射CT 146
4.3.2 正电子发射CT 148
4.4 工业CT成象技术 153
4.4.1 γCT 153
4.4.2 中子CT 162
4.5 CT算法 166
4.5.1 拉东逆变换法 166
4.5.2 傅里叶变换CT算法 168
4.5.3 卷积反投影法 171
4.5.4 扇形束CT算法 175
第五章 核磁共振成象和核磁共振波谱成象 183
5.1 核磁共振成象进展概况 183
5.2.1 原子核的自旋、磁矩和它的能态间距 184
5.2 核磁共振原理 184
5.2.2 核磁共振跃迁、拉莫尔进动和核磁共振条件 186
5.2.3 核磁共振宏观理论和M0、T1、T2 188
5.2.4 自旋回波序列和T2的测量 196
5.2.5反转恢复法和饱和恢复法测量T1 198
5.3 核磁共振成象的原理和技术 200
5.3.1 成象条件 200
5.3.2 选片激发方法 201
5.3.3 频率编码、投影和图象重建 202
5.3.4 相位、频率二维编码和二维傅里叶变换解码 203
5.3.5 T1、T2加权二维傅里叶变换成象技术 206
5.4 核磁共振成象的算法 207
5.4.1 基本的成象方程 207
5.3.6 多片成象技术 207
5.4.2 二维傅里叶变换成象算法 208
5.4.3 线积分投影重建方法 210
5.4.4 介质流动速度的成象 213
5.4.5 三维、多片、同步和快速成象 214
5.5 核磁共振成象技术的应用与前景 217
5.5.1 核磁共振成象仪 217
5.5.2 常导、永磁和超导三种类型NMRI之比较 222
5.5.3 核磁共振成象技术的发展前景 224
5.6 核磁共振波谱成象技术 227
5.6.1 方法概要 227
5.6.3 化学位移和脉冲傅里叶变换波谱术 229
5.6.2 NMR波谱成象方法的特点 229
5.6.4 二维傅里叶变换NMR波谱实验方法 231
5.6.5 由COSY和NOESY谱推演分子三维结构图象 234
5.6.6 今后发展方向 237
第六章 共焦显微镜、干涉显微镜和扫描近场光学显微镜 242
6.1 概论 242
6.2 扫描共焦显微镜 246
6.2.1 扫描共焦显微镜原理、特性 246
6.2.2 扫描共焦显微镜结构 249
6.2.3 时间分辨荧光扫描共焦显微镜 251
6.3 扫描相位差分干涉测量显微镜 253
6.3.1 全光纤三维分辨干涉显微镜 253
6.3.2 扫描干涉无孔径近场光学显微镜 256
6.4 扫描近场光学显微镜 258
6.4.1 发展历史 258
6.4.2 “电子隧道／近场光学”扫描显微镜 260
6.4.3 “原子力／近场光学”扫描显微镜 261
6.4.4 “剪切力／近场光学”扫描显微镜 264
6.4.5 SNOM理论现状 267
6.5 纳米光学技术的兴起 275
6.5.1 超高密度光存储 276
6.5.2 光学镊子和μm-nm光学操作手 280
第七章 光子扫描隧道显微镜 294
7.1 综述 294
7.2 光子隧道概念和PSTM的物理机制 296
7.3 光子隧道信息的数学描述 297
7.3.1 近似模型与菲涅耳公式 297
7.3.2 全内反射和隐失波 302
7.3.3 光子隧道信息表达式 305
7.4 PSTM系统与成象模式 311
7.4.1 光纤尖、光电系统和前置电路 311
7.4.2 PSTM微机控制与图象系统 313
7.4.3 成象模式和成象公式 318
7.5 图象分解光子扫描隧道显微镜 323
7.5.1 图象分解PSTM的原理 324
7.5.2 图象分解联立方程的求解方法 327
7.5.3 图象分解PSTM主机结构 332
7.5.4 与其他光学显微成象术比较和发展前景 333
第八章 带电粒子显微成象技术和扫描隧道显微镜 340
8.1 电子显微成象技术进展 340
8.1.1 电子显微镜概述 340
8.1.2 电子显微成象物理过程 342
8.1.3 透射电镜振幅象的分辨极限 345
8.1.4 高分辨电子显微相衬成象技术及晶体样品电镜图象三维重建 350
8.1.5 成象电子能量损失谱仪 358
8.2 离子显微成象技术进展 363
8.2.1 场离子显微镜和原子探针 363
8.2.2 共振电离质谱仪单原子探测技术 365
8.2.3 成象二次离子质谱仪 367
8.2.4 I-SIMS与其他成象分析技术的比较和I-SIMS的应用 375
8.3 扫描隧道显微镜 379
8.3.1 发展概况 379
8.3.2 STM的原理和结构 381
8.3.3 STM的成象模式 385
8.3.4 原子力显微镜和其他扫描探针显微镜 389
8.4 纳米科技及其前景 397
第九章 软X射线显微成象技术 403
9.1 软X射线显微成象技术潜在优势 403
9.2 软X射线光学 407
9.2.1 界面的折射、反射与掠射 407
9.2.2 软X射线空心光导 408
9.2.3 波带板 411
9.2.4 反射镜和分束器 414
9.3 软X射线源 417
9.3.1 同步辐射软X射线源 417
9.3.2 X射线激光 421
9.3.3 电子束靶低能X射线源 424
9.3.4 脉冲等离子体X射线源 430
9.4 X射线显微成象方法 433
9.4.1 接触式X射线显微术 433
9.4.2 投影式X射线显微术 437
9.4.3 波带板全场成象X射线显微术 438
9.4.4 波带板扫描X射线显微术 439
9.4.5 X射线扫描光电子显微镜 441
9.4.6 X射线吸收差元素成象和扫描X射线荧光显微镜 443
9.4.7 X射线全息术 444
9.5 近代低能X射线图象记录技术 448
9.5.1 概况 448
9.5.2 成象板技术 449
9.5.3 采用象增强器的X射线图象记录系统 453
9.5.4 CCD-X射线图象和能谱记录技术 457
9.6 生物学应用中射线辐照损伤问题 459
第十章 晶体衍射间接成象技术 469
10.1 引言 469
10.2 原子相干散射 470
10.3 晶体及其衍射的数学描述 473
10.4 X射线衍射和中子衍射测定晶体结构图象 478
10.5 电子衍射成象 489