X射线成像技术在当今的医疗检测、工业生产和科学研究中日益重要。传统的X射线成像技术是基于物质对X射线的吸收作用而成像,对待轻物质构成的物体不能够进行清晰衬度成像。近年来,基于对相位信息检测的X射线相衬成像的研究逐渐成为热门。与传统X射线成像技术相比较,X射线相衬成像能够提供更高的灵敏度。因此,X射线相衬成像在医学,材料学和生物学等领域有巨大潜在应用。X射线相衬成像方法主要分为四种:类Zernike相衬成像法、衍射增强法、同轴法和干涉法。类Zernike相衬成像适用于显微成像,对光源以及成像系统的器件的要求较高。衍射增强法对时间相干性要求较高,因此必须使用同步辐射源,不利于实际应用,同轴相衬成像方法简单,对光源的时间相干性要求低,但对空间相干性有较高的要求,因为探测到的光强实际是物体相位的二阶微分,因此对探测器分辨率的要求也比较高。干涉法成像对时间相干性要求也较高,但基于光栅的相衬成像法由于能够在实验室条件下获得不错的成像效果,对光源不需要严格的单色性,可以进行较大视场成像,并且机械稳定性好,因此得以在实验室展开相关研究。同轴相衬成像对光源的时间相干性要求不高,首次同轴相衬成像被提出来是在同步辐射源条件下做的实验。而因其对光源时间相干性要求不高,故其可在实验室条件下采用微焦斑源进行成像研究。本文对同轴相衬成像的成像理论进行了理论推导,得到在平面波和球面波照射下的同轴相衬成像的成像理论,对基于光栅的相衬成像进行了相关研究,推导了在平面波和球面波照射下的光栅自成像的理论公式,对二维光栅的X射线相衬成像进行了理论分析。讨论空间相干性和时间相干性对同轴相衬成像的影响。在实验室现有条件下,对不同物品(塑料管,聚乙烯棒,花生,蝉蜕)进行同轴相衬成像实验,进行成像结果分析对比研究。针对线焦斑源只在一个方向上的空间相干性好的性质,对在线焦斑源条件下的成像进行图像重建的研究,提出了两种方法:图像叠加融合和逆radon变换重建。均可有效地将线焦斑源一个方向性好的空间相干性扩展至图像的各个方向上。对两种方法进行了模拟,证明了此两种方法的有效性,为将来线焦斑源相衬成像的重建奠定基础。