Моделирование преломления параллельного монохроматического рентгеновского излучения на объектах простой геометрической формы

Abstract

Объектом исследования в данной работе являются эффекты преломления рентгеновских лучей на объектах простой геометрической формы. Целью работы является измерение, моделирование и количественная оценка изменений в распределении интенсивности, вызванных преломлением рентгеновского излучения при прохождении через цилиндрические объекты. Основными задачами исследования являются экспериментальное измерение интенсивности преломленного на объекте излучения методом фазоконтрастного формирования изображений, а также моделирование распределения интенсивности преломленного излучения посредством геометрической оптики, основанной на законе Снелля и волновой оптики, применяя принцип Гюйгенса-Френеля.

In the current study, refractive effects of objects of simple, well-defined geometry such as full and hollow cylinders were investigated by means of phase contrast imaging. Experiments were carried out using a homogenous glass capillary with known absorptive and refractive properties at several different object-to-detector distances. The observed intensity rearrangement is simulated by means of ray and wave optics, namely ray tracing based on Snell’s law of refraction and Huygens elementary wave synthesis. Both techniques provide comparably good agreement with the experimental data. The ray tracing approach shows the formation of local intensity rearrangement in detail. It is shown that caustics, which is a well-known phenomenon in visible light optics, is observed with X-rays as well.