段嘉毓， 蔡剑梅， 李 阳， 康 颂， 张国富，赵洋洋， 王成赟， 牟轩沁， 陈 军

(1.西安交通大学 信息与通信工程学院， 西安 710049；2.中山大学 电子与信息工程学院， 广州 510006)

0 引言

X射线自19世纪末发现以来，因其无损探测的特性，已广泛应用于医学、工业、安防等领域。X射线源作为产生X射线的核心部件，主要由阴极，阳极两部分组成。传统射线源是通过加热阴极和高压产生高能电子轰击靶面产生X射线。由于99%的能量随着X射线的产生转化为热量，因此，这种热阴极射线源构成的成像系统的体积庞大。除此之外，传统热阴极X射线源还存在着响应速度慢、寿命短、功率大等问题，这些因素都限制着传统成像系统的进一步发展[1]。

近年来，随着制造技术的发展[2-3]，出现了基于冷阴极的场致发射X射线源。与热阴极X射线源不同，场致发射冷阴极X射线源具有寿命长、响应快、能耗低和可寻址能力的特点，使得成像系统结构紧凑且具有高时空分辨率。Sugie等[4]首先提出了将基于冷阴极的X射线源应用于透视成像领域。之后，场致发射冷阴极X射线源被逐渐应用于微计算机断层扫描(micro-CT)[5-6]、动态透视成像[7]等。不仅如此，场致发射冷阴极X射线源的特性也推动了成像系统的革新。研究人员通过组合冷阴极X射线源，将单一射线源变成了射线源阵列，并在源阵列的帮助下设计了固定成像系统[8-10]。这些无需旋转系统可实现高空间分辨率并获得无近乎运动模糊的高质量图像。

虽然目前冷阴极X射线源在一定程度上解决了传统热阴极射线源的种种限制，但它与传统射线源一样，仍需要较远的源和探测器距离，才能完全覆盖成像对象。……