同步辐射（Synchrotron radiation，’SR）是由以相对论速度运动的电子改变运动方向而产生的。同步辐射涵盖了从红外线到硬X射线的大量电磁波谱。其主要特点是高强度（比传统X射线管高三到四个数量级）、高亮度和低发散发射。
SR是在大型设施中产生的，这些设施配备了不同的磁性结构（弯曲磁铁和插入装置），并根据不同的实验目的和用户要求进行了优化，以大限度地产生辐射（见图5）。SR从中提取，通过所谓的光束线（beamlines）传输到实验站。
在临床研究中，现在已开发出用于的μ-CT装置，包括对小型动物模型进行体内外研究。另一方面，基于粒子（同步）的 X 射线生产新方法的开发，使我们能够获得具有高空间相干性和亮度等新特性的光源，为使用新的成像方法（即所谓的相位敏感技术）开辟了道路。
1976年，CT技术被应用于材料领域的研究。美国物理学家D.L. Johnson等人使用CT扫描分析了陶瓷和纤维复合材料中的孔隙结构和分布。到了80年代，CT技术逐渐成为材料科学和工程领域的重要工具。研究人员开始广泛使用CT技术来研究材料的内部特征、缺陷特征等。
然而，如果观察到的结构吸收较弱或具有相似的吸收特性，则整体图像对比度可能不足以获得有意义的图像。
尽管如此，双能x射线骨密度，由于X射线是电磁波，因此不仅其吸收情况，而且其相对相位移动也会携带有关物体的信息。因此，相位衬度成为一种重要的成像方式，可在软生物组织和生物样品的硬X射线成像中获得足够的图像对比度，而传统的吸收射线照相术则无法做到这一点。
目前，X射线相位衬度成像的三种主要方法受关注，它们是基于传播的成像、基于分析器的成像和基于光栅的成像。近的定量研究表明，根据实验的具体参数，所有这些方法都能产生类似的结果。
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