X 射線三維顯微鏡主要由以下幾個關鍵部分組成：

　　一、X 射線源

　　功能：它是產生 X 射線的部件。X 射線源能夠發射具有一定能量和強度的 X 射線束。根據不同的應用需求，X 射線的能量可以進行調節。例如，在觀察較厚的樣本或者對高原子序數材料進行成像時，需要較高能量的 X 射線，以確保射線能夠穿透樣本。同時，穩定的 X 射線發射對于獲取高質量、可重復性的圖像至關重要，其強度的均勻性也會影響成像的準確性。

　　二、探測器

　　功能：探測器負責接收穿過樣本后的 X 射線。它能夠將 X 射線的強度、能量等信息轉化為電信號或者數字信號。不同類型的探測器具有不同的特性。例如，有些探測器具有高靈敏度，能夠捕捉到微弱的 X 射線信號，這對于觀察低吸收系數的樣本或者對精細結構成像非常有利。探測器的分辨率也直接影響了整個顯微鏡系統的成像分辨率，高分辨率的探測器可以更準確地記錄 X 射線的位置信息，從而得到更清晰的圖像。

　　三、精 密機械掃描裝置

　　功能：這個部分主要用于準確地移動樣本或者 X 射線源 - 探測器系統。在進行三維成像時，需要對樣本進行多角度、多層次的掃描。精 密機械掃描裝置能夠以非常高的精度控制掃描的位置、角度和步長。例如，在納米級別的三維成像中，它可以實現亞微米甚至納米級別的位置精度控制，確保對樣本的全 方位、高精度掃描，以獲取完整的三維信息。

　　四、光學聚焦和準直系統（如果適用）

　　功能：在一些 X 射線三維顯微鏡設計中，會采用光學聚焦和準直系統來對 X 射線進行聚焦和準直處理。聚焦系統可以將 X 射線束匯聚到樣本的特定區域，提高成像的空間分辨率和對比度。準直系統則用于調整 X 射線的傳播方向，確保射線能夠按照設計的路徑準確地穿過樣本并到達探測器，減少散射和雜散光對成像的干擾。

　　五、計算機控制系統和數據處理軟件

　　功能：計算機控制系統用于協調各個部件的工作。它可以控制 X 射線源的發射參數、機械掃描裝置的運動軌跡等。數據處理軟件則負責對探測器接收到的信號進行處理。它可以將信號轉化為可視化的圖像，通過復雜的算法進行圖像重建，如濾波反投影算法、迭代重建算法等，將二維的掃描數據轉換為三維的立體圖像，并進行諸如對比度增強、噪聲去除等圖像優化操作，以便于研究人員觀察和分析樣本的三維結構。