X-ray Dark-field is a relatively new contrast mechanism that combines the high resolution of X-ray scattering to the large field-of-view of X-ray imaging. It exhibits the property of orientation-selectivity, which forms the basis of a new sub-category of imaging methods, namely, Anisotropic X-ray Dark-field (AXDF) imaging. AXDF imaging utilizes the orientation selectivity of the dark-field signal to reveal information about sub-pixel sized structures without the need of directly resolving them. In addition, AXDF tomography aims at the reconstruction of the three dimensional scattering information inside every three dimensional volume element. AXDF imaging is a suitable candidate for non-destructive testing, a field with an ever increasing demand for higher resolution and larger field-of-view. Currently available high resolution imaging methods, such as X-ray micro Computed Tomography, are unable to meet these demands due to the trade-off between the spatial resolution and the measurable sample size. AXDF imaging, with at least two orders of magnitude difference between the size of the structures probed versus the size of the investigated sample, is a promising tool for this industry. However, AXDF imaging methods require bulky hardware and long acquisition time that severely hinder their translation to industrial applications. Development of optimized and industrially compatible AXDF acquisition protocols is the main goal of this thesis. With the above goal in mind, we present a method for fast two dimensional AXDF imaging of continuously moving samples. Further, we investigate AXDF tomographic methods where the directional dependence of the dark-field signal renders standard tomographic acquisition unusable. We present two approaches to design tomographic acquisition schemes for optimal sampling of the real and reciprocal space, simultaneously. We validate the proposed methods with numerical and experimental analysis. In both cases, the proposed methods reduce the hardware and time complexity of two and three dimensional AXDF imaging methods and, hence, are a significant step forward for using these methods outside the laboratory.      «

X-ray Dark-field is a relatively new contrast mechanism that combines the high resolution of X-ray scattering to the large field-of-view of X-ray imaging. It exhibits the property of orientation-selectivity, which forms the basis of a new sub-category of imaging methods, namely, Anisotropic X-ray Dark-field (AXDF) imaging. AXDF imaging utilizes the orientation selectivity of the dark-field signal to reveal information about sub-pixel sized structures without the need of directly resolving them....     »

Das Röntgen-Dunkelfeld (XDF) ist eine neuartige Kontrastart welche die hohe Auflösung von Röntgen-Streumethoden mit dem großen Sichtfeld konventioneller Röntgen-Bildgebung verbindet. XDF ermöglicht die Detektion von richtungsabhängigen Streueigenschaften und bildet damit die Basis einer neuen Kategorie von Bildgebungsmethoden, der Anisotropischen Röntgen-Dunkelfeld (AXDF) Bildgebung. In Projektionsgeometrie kann man mittels AXDF die Orientierung von nicht direkt auflösbaren Mikrostrukturen untersuchen. Darauf aufbauend wird mittels AXDF-Tomographie die dreidimensionale Streuinformation in jedem Raumpunkt rekonstruiert. AXDF hat viele potentielle Anwendungen in der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung, einem Gebiet mit steigenden Anforderungen an hohe Auflösungen bei gleichzeitig großem Sichtfeld. Mikro-Tomographie, der aktuelle Gold-Standard in hochauflösender Bildgebung, kann diese Anforderungen nicht erfüllen da eine hohe Auflösung immer mit einem verkleinerten Sichtfeld verbunden ist. AXDF kann Strukturen mehr als zwei Größenordnungen unter der Probengröße detektieren und überwindet somit die Limitationen von Mikro-Tomographie. Um der Anwendung der AXDF-Bildgebung in der Industrie näher zu kommen, werden in dieser Dissertation ist die Entwicklung neuer und schnellerer Aufnahmemethoden mit reduzierter Hardware-Komplexität untersucht. Das oben genannte Ziel vor Augen, präsentieren wir eine in der Industrie anwendbare Methode für zweidimensionale AXDF-Bildgebung mit kontinuierlicher Probenbewegung, beispielsweise durch ein Förderband. Darüber hinaus untersuchen wir AXDF-Tomographie für Fälle, in denen die Richtungsabhängigkeit des Dunkelfeldsignals eine konventionelle Tomographie unbrauchbar macht. Wir präsentieren neue Ansätze zur optimalen Abrasterung sowohl des Realraums als auch des reziproken Raums sowohl für die zweidimensionale als auch die dreidimensionale AXDF-Bildgebung. Die vorgeschlagenen Methoden werden numerisch und experimentell validiert. Die Optimierung erfolgt im Hinblick auf eine vereinfachte Aufnahme und höhere Aufnahmegeschwindigkeit und stellt somit einen signifikanten Schritt zur Anwendung dieser Methoden außerhalb des Labors dar.     «

Das Röntgen-Dunkelfeld (XDF) ist eine neuartige Kontrastart welche die hohe Auflösung von Röntgen-Streumethoden mit dem großen Sichtfeld konventioneller Röntgen-Bildgebung verbindet. XDF ermöglicht die Detektion von richtungsabhängigen Streueigenschaften und bildet damit die Basis einer neuen Kategorie von Bildgebungsmethoden, der Anisotropischen Röntgen-Dunkelfeld (AXDF) Bildgebung. In Projektionsgeometrie kann man mittels AXDF die Orientierung von nicht direkt auflösbaren Mikrostrukturen unter...     »