Kurzfassung
Die Mikrotomographie unter Verwendung von Synchrotronstrahlung (SRµCT) ist eine etablierte Methode, die die drei-dimensionale Untersuchung des Röntgen-Schwächungskoeffizienten einer Probe mit einer Ortsauflösung von etwa 1 µm ermöglicht. Gegenüber konventionellen Röntgenröhren ermöglicht der Einsatz der Synchrotronstrahlung quantitative Messungen, die nicht durch die Strahlaufhärtung (beam hardening) beeinträchtigt werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die Möglichkeiten der quantitativen SRµCT-Untersuchung erweitert. Dies konnte durch Verbesserungen am SRµCT-Aufbau und an der Rekonstruktionskette erreicht werden. Für die hoch-auflösende SRµCT wurde eine Röntgenkamera, bestehend aus Leuchtschirm, Linsensystem und CCD-Kamera eingesetzt. Die in diesen Kameras durch Reflektionen im Leuchtschirm verursachte Unschärfe konnte durch das Aufbringen einer absorbierenden optischen Beschichtung auf die Leuchtschirmoberfläche deutlich gemindert werden. Es wird gezeigt, dass hierdurch auch Unschärfe und Ringartefakte in der tomographischen Rekonstruktion drastisch reduziert werden. Desweiteren wird eine Methode vorgestellt, die es ermöglicht, das Drehzentrum in gemessenen Projektionsdaten (Sinogrammen) mit Sub-Pixel-Genauigkeit zu bestimmen. Durch die Implementierung dieser Methode in die Rekonstruktionkette konnte der Rekonstruktionsprozess vollständig automatisiert werden. Beispiele quantitativer SRµCT-Untersuchungen, die am Hamburger Synchrotronstrahlungslabor HASYLAB am Deutschen Elektronen-Synchrotron DESY durchgeführt wurden, werden präsentiert. Anhand dieser Untersuchungen werden die erzielten Verbesserungen demonstriert.
Synchrotron-radiation-based computed microtomography (SRµCT) is an established method for the examination of volume structures. It allows to measure the x-ray attenuation coefficient of a specimen three-dimensionally with a spatial resolution of about one micrometer. In contrast to conventional x-ray sources (x-ray tubes), the unique properties of synchrotron radiation enable quantitative measurements that do not suffer from beam-hardening artifacts. During this work the capabilities for quantitative SRµCT measurements have been further improved by enhancements that were made to the SRµCT apparatus and to the reconstruction chain. For high-resolution SRµCT an x-ray camera consisting of luminescent screen (x-ray phosphor), lens system, and CCD camera was used. A significant suppression of blur that is caused by reflections inside the luminescent screen could be achieved by application of an absorbing optical coating to the screen surface. It is shown that blur and ring artifacts in the tomographic reconstructions are thereby drastically reduced. Furthermore, a robust and objective method for the determination of the center of rotation in projection data (sinograms) is presented that achieves sub-pixel precision. By implementation of this method into the reconstruction chain, complete automation of the reconstruction process has been achieved. Examples of quantitative SRµCT studies conducted at the Hamburger Synchrotronstrahlungslabor HASYLAB at the Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY are presented and used for the demonstration of the achieved enhancements.