1895年德国物理学家伦琴首次发现X射线并拍摄到X射线照片，这一发现使得人类对光的认识拓展到了埃量级，敲开现代物理学的大门。随后大批优秀物理学家前赴后继的工作使得物理学与医学发生了革命性的变化。　　成像技术作为X射线的重要应用之一得到迅速发展，在临床医学、生物学、材料科学等诸多应用领域发挥着重要作用。作为X射线成像技术的前沿，相位衬度成像方法因能够对入射X光相位变化进行探测进而对轻元素组成的物体成像而得到广泛关注。其中，基于Talbot效应的光栅干涉仪成像技术是近几年发展起来的一种相位衬度成像技术，该方法不仅可以提取样品的吸收、折射和小角散射信息，而且装置紧凑、对系统稳定性及入射光单色性要求相对较低，更为重要的是其可以利用普通X射线光源成像。因而这种成像技术在临床医学上有很大的发展空间和可能性，有望发展成为取代传统吸收CT的相衬CT。　　光栅干涉仪成像方法自出现以来就吸引着众多科学家的关注，取得了很多优秀的科研成果，直到现在仍方兴未艾。本文致力于发展和完善基于Talbot效应的光栅干涉仪成像理论，主要开展了以下几个方面的工作:　　1.参与建立本组提出的“角度信号成像理论”。北京同步辐射成像组在国内较早进行衍射增强成像研究及光栅干涉仪方法研究，基于对两种方法原理的理解，提出“角度信号成像理论”，可以统一解释衍射增强方法、光栅干涉仪方法以及其他角度敏感的成像方法，基于该理论可以提出简便的信号解析提取方法。　　2.针对一维光栅干涉仪只能提取样品一维信息以及在相位恢复上的劣势，二维光栅干涉仪被提出研究。本文在“角度信号成像理论”的指引下，建立了二维光栅角度信号的解析提取方法。该工作分为两部分:　　首先，二维Talbot干涉仪有多种组合方式，为建立整套二维光栅角度信号提取方法，首先我们计算并理清了各种常用二维光栅干涉仪角度信号相应曲面（位移曲面）的情况并给出图像。　　其次，基于角度信号相应曲面，我们建立成像方程，从理论角度系统论述二维光栅不同路径情况下的信号提取情况及相应解析方法;并对一二维光栅干涉仪在信息提取、相位恢复以及常规光源应用方面的表现做出比较，以期对二维光栅干涉仪的发展有一个理性认识。　　3.在图像处理方面，我们深入剖析了角度信号成像理论解析信息提取方法中“背景问题”产生的机制、传统处理方法的问题，给出物理原理严谨的背景扣除新方法并给出实验验证。该处理方法对解析类算法普遍适用，不光可以扣除背景，也使解析类信息提取方法的准确度更加接近扫描类算法。　　4.以临床应用为标准，步进扫描方法和角度信号解析方法都存在多次曝光的问题。本文将近年得到发展的光源劳效应干涉仪与本组提出的角度信号成像理论结合，提出一次曝光得到样品复合信息的方法。