X射线光栅相衬成像技术具有成像系统稳定、成像视场大、可采用普通X射线成像等多方面优点,但是在其进一步的普适性发展进程中,存在两方面不足:其一是大面积、小周期的分析光栅制作困难,其二是传统的相位步进信息分离提取算法对系统的机械精度要求高且成像效率低。针对上述问题,近年来新提出的基于双能X射线的光栅相衬成像法和逆几何Talbot-Lau光栅相衬成像法成功实现了零步进的光栅相衬成像,且后者进一步省略了大面积、小周期的分析光栅,极大缓解了微铸造工艺的压力。本文基于光的干涉和Fresnel衍射理论,对基于双能X射线的光栅相衬成像法的成像原理进行了完整的理论分析,提出了适用于该成像系统的相位和吸收信息分离提取算法,并运用Matlab软件对该算法进行了仿真验证。随后,通过具体实验,对该算法与传统的相位步进信息分离提取算法的信息提取效果进行了对比分析,结果表明本文所提出的信息分离提取算法可以准确提取样品信息。本文通过合理的近似与假设,构建了逆几何Talbot-Lau光栅相衬成像系统的数学模型,并结合该数学模型设计了系统的仿真光路。随后,通过Matlab软件对光路进行了仿真验证,成功观察到了正确的衍射光强分布规律,并得到了检测样品的放大像。最后,从光栅衍射效率、系统噪声、角度灵敏度和条纹对比度方面,对逆几何Talbot-Lau光栅相衬成像系统进行了性能分析。理论分析和信息分离提取算法的提出为今后基于双能X射线的光栅相衬成像技术的系统参数优化提供了有力的理论支撑。成像系统仿真模型的建立和系统性能分析为逆几何Talbot-Lau光栅相衬成像技术的系统参数设计和成像质量优化提供了参考依据。