X射线在医学诊断和工业检测等多个领域的应用对人类有着重大意义，对轻元素组成物质的观测需求提出后，发展出了X射线相位衬度成像理论。X射线光栅相位衬度成像方法的提出，降低了对光源的要求，使得实验研究得到了广泛开展。　　成像元器件光栅对成像的能量、质量、效率等起关键性作用，世界上众多科研机构也在光栅研制领域投入巨大人力物力，提出了深度X射线LIGA技术、纳米压印技术、金属辅助化学腐蚀技术等优秀的光栅加工手段。几何投影式光栅相位衬度成像的光栅有着自身的结构特点，研制大尺寸和大高宽比的光栅也存在着不少困难。本文针对合肥国家同步辐射实验室X射线光栅相位衬度成像装置，在实验优化、光栅的结构设计以及光栅的检测方面做了以下工作:　　1.X射线光栅相位衬度成像数据采集和实验方法优化　　由于探测器的数据采集模块和成像中光栅的电机控制程序的分离运行，导致成像实验步骤繁琐需要花费大量的人工操作时间，通过Labview开发包的动态链接库与CCD探测器对接进行远程控制，实现了图像采集保存、光栅位移步进、样品台升降的自动控制运行，大大降低实验时间。利用积分水桶法来代替相位步进法进行成像，通过连续成像增强实验系统的稳定性，加速成像过程减少光源对样品的辐射。　　2.X射线光栅相位衬度成像装置光栅元器件的研制　　针对加工过程中出现的光栅刻线倒塌、扭曲、断裂以及脱落等情况，深入分析光栅结构损坏的原因，从降低光刻胶内应力和显影后的液体表面张力入手，借助有限元分析结构应力、计算表面张力的影响。通过结构设计和工艺优化，提出金加强筋和光刻胶加强筋结构来增强光栅图形稳定性，逐步提高光栅的高宽比。　　3.X射线相位衬度成像结果与光栅质量检测的探究　　光栅作为成像装置的关键元器件，其加工质量对于最终的成像结果有着重要影响，在基于X射线光栅相位衬度成像平台的有机玻璃棒实验中，通过对样品背景信息的数据处理，发现光栅缺陷对X射线光栅相位衬度成像的吸收信号和折射信号的不同影响。通过设计对比实验，定量分析了吸收图像中灰白色斑块和相位图像中大周期条纹与光栅结构之间的关系。表明了光栅的金栅条缺陷可以造成吸收图像的直观缺陷，而光刻胶的结构异常则会灵敏地反映在折射图像之上。由此发展了一种光栅质量检测的方法，并且可以用于对高精密元器件内部缺陷进行无损检测。　　本文针对X射线光栅相位衬度成像的光栅元器件研制开展了实验和理论研究，通过结构设计和工艺优化，将光栅高宽比提高到10∶1，金吸收层厚度达到200μm，有效地改善了X射线光栅相位衬度成像装置的实验性能。利用X射线光栅相位衬度成像的双重信号特点，对轻元素和重元素组成物质均能达到灵敏成像，对于不透明物体内部缺陷也能进行无损检测，为光栅加工提供有效的质量检测反馈手段。