自上世纪九十年代以来,多种X射线相位衬度成像(简称相衬成像)方法相继被提出,不同于传统基于吸收机制的X射线成像,这类成像方法利用X射线穿过物体后的相移信息来获取物体内部详细信息。在硬X射线波段,轻元素物质对X射线相位的改变是其对X射线吸收幅度的1000-100000倍,因此相衬成像较吸收成像能获得更高的图像质量。光栅相衬成像法可以使用普通X射线源进行成像,成为最有可能应用于临床医学的相衬成像法。然而光栅相衬成像法在相位信息提取过程中通常需要步进光栅,增加了成像对系统稳定性的要求,同时受分析光栅不能完全吸收高能X射线的限制,成像时不能使用高能X射线。针对目前光栅相衬成像中存在的问题,课题组提出了一种改进的光栅相衬成像系统。系统实现了高能量X射线在光栅相衬成像中的应用,且成像时不需要步进光栅。本学位论文对该系统进行了研究分析,主要完成的工作如下:(1)详细分析了X射线光栅相衬成像实现的原理,对光栅相衬成像中信息提取方法进行了深入研究,并指出各种方法的优缺点。(2)基于上述理论对系统的成像原理进行了深入研究,通过对高低能量X射线时探测器得到的光强进行归一化处理,提出了一种适用于系统的相位信息提取方法并给出确切的解析式,通过仿真实验对利用该方法提取的折射角与理论折射角进行对比,证明了该方法的正确性。(3)分析了相衬CT算法实现的原理,然后完成系统与相衬CT结合,通过仿真实验完成了系统的相衬CT成像,仿真结果证明了本文针对系统相衬CT研究的正确性。