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成像光束线由用于光束、聚焦/离焦、过滤和单色化的多个组件组成。硬X射线成像光束线的实验站一般距离光源较远，通常是根据研究的样品设计和配备的，体成分分析，以处理特定的实验，同时考虑到光子通量、能量范围、聚焦和X射线准直。SR光束的特点是高度的空间相干性；这就允许利用传输X射线波产生的相移（phase shift ）效应作为形成图像的进一步机制。
与X射线管相反，同步本身具有层状、邻行的几何形状，因此探测器上的物体放大率很低，散射对图像形成的影响可以忽略不计。单色X射线的使用使光束硬化假象变得可以忽略不计，是提取样品定量信息（如成分、密度、形态等）的基础。
CT图像形成所依赖的原理可以是吸收或相位衬度效应。在传统的X射线成像中，图像的形成基于样品细节对X射线吸收的差异，即骨骼等致密结构比软组织等较轻元素吸收更多的X射线；因此，CT基于X射线穿过被测样品的线性衰减系数映射，而衰减取决于物体的成分和密度。
这样，骨密度体成分分析，从狭缝射出的光束到达检测器狭缝的边缘，部分被第二狭缝挡住（部分照明条件）。如果系统中存在样品，光束就会发生折射；因此，落在检测器狭缝上的一小部分光束会发生偏移，偏移量为 ?y = zod tan (?θy) ，其中 zod 代表样品与检测器狭缝之间的距离，?θy 是狭缝正交方向上折射角的分量。
如果折射角较小，约为微弧度，则位移近似为 ?y ≈ zod (?θy) ；传播距离约为 1 米时，位移通常小于几微米。如果光束偏向光圈，活体动物骨密度和身体成分分析，探测器上的计数就会增加，双能X射线动物身体成份分析，反之亦然；如果偏向狭缝，探测器上的计数就会减少。这样，就可以将物体造成的折射角转化为探测器上的强度调制。
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