科罗拉多州立大学领导的研究小组，在3D X射线成像技术方面取得了新的里程碑。科学家们首次使用紧凑型激光驱动X射线源对大型高密物体（燃气涡轮叶片）的内部进行高分辨率CT扫描。  

该研究结果描述了这种新型放射成像能力背后的科学和工程原理，以及对从航空航天到增材制造等一系列行业的潜在益处。 

该项目是科罗拉多州立大学电气与计算机工程系和物理系、洛斯阿拉莫斯国家实验室、英国AWE研究人员多年来的合作成果。 

科罗拉多州立大学助理教授、这项研究的主要作者里德·霍林格（Reed Hollinger）表示。“我们正在使用科罗拉多州立大学制造的ALEPH激光器来产生的X射线源，以进行高分辨率X射线照相术和CT检查。随着我们开发新设施，我们的目标是将其提升为能够产生广泛影响的成果。”

该团队的方法提供了一种快速且无损的方式，来获取火箭部件和涡轮喷气发动机等致密结构内部的详细视图。随着增材制造的发展，新技术可以大大增强质量控制，同时保持3D打印部件的完整性。 

科罗拉多州立大学的下一代激光成像

目前的工业CT扫描仪不仅体积庞大、价格昂贵，而且产生的图像分辨率只有毫米级。该团队的激光驱动方法可以产生更小的X射线源，从而在不降低X射线能量的情况下实现更高的分辨率。

与霍林格合作进行这项研究的洛斯阿拉莫斯国家实验室的詹姆斯·亨特表示：“小点MeV X射线源是可能改善高分辨率MeV X射线成像的最大单一杠杆。” 

该方法物理原理丰富，使用聚焦强度为1021 Wcm-2的拍瓦级激光将电子束加速到几微米空间中的几百万伏特。电子束中的电子与目标中的重原子碰撞，导致它们减速并将其动能转化为X射线。这些X射线的能量明显高于医院使用的传统X射线管中的能量。增加的X射线能量是穿透研究中显示的涡轮叶片等致密物体所必需的。 

科罗拉多州立大学的霍林格表示：“从角度来看，传统医院的X射线源的能量只有几万伏，而我们的X射线源的能量则高达数百万伏。” 

每个X射线脉冲仅持续几万亿分之一秒，从而能够对以惊人速度移动的物体进行时间分辨的射线照相。 

科罗拉多州立大学团队的工作愿景旨在利用高强度激光源实现广泛用途，从研究惯性聚变能到产生明亮的GeV电子束和MeV X射线。