论文把X射线相位衬度成像的物理过程高度抽象为五种光线传播直线模型，为X射线相位CT物理原理的探索奠定基础。在研究X射线微分相位衬度成像的过程中，发现在多种不同种类的微分相位衬度成像中，可以用统一的方法提取折射角信号，这是本论文作者所在研究组探索X射线微分相位衬度成像统一理论的原因。在导师指导下，本论文作者所在研究组为X射线微分相位衬度成像提出了统一的角度信号成像理论。本论文把角度信号成像理论应用于多种不同的微分相位衬度成像，把目前已经提出的大部分微分相位衬度成像统一在一个理论和一套方法中。不足的是，最近发展起来的砂纸散斑成像也属于X射线微分相位衬度成像，还没有统一到角度信号成像理论之中。　　在角度信号理论和方法的指导下，本论文作者分别在衍射增强成像装置、光栅干涉仪成像装置、光栅投影成像装置、微分干涉显微镜上，测量角度信号响应曲线，在角度信号响应曲线谷位、峰位、上坡位和下坡位拍摄谷位像、峰位像、上坡像和下坡像，并成功地提取出样品的吸收像、折射像和散射像。这一研究工作验证了角度信号成像理论是X射线微分相位衬度成像的统一理论。虽然砂纸散斑成像还没有考虑在内，但是本论文作者相信随着研究的深入，把砂纸散斑成像纳入角度信号成像理论只是一个时间问题。　　值得强调的是，本论文把角度信号成像理论应用于微分干涉显微镜，首次为微分干涉显微镜提出了定量的吸收、折射和散射成像理论和方法，这项研究成果有待向生物学领域推广。　　本论文还做了一些其他方面的研究。研究了样品散射的性质，用实验结果验证了散射的高斯模型描述。在各向异性散射的理论研究方面，给出了与实验吻合的一维纤维束散射的公式，并分析了其中的物理意义。探索研究了高序层状结构样品的散射CT理论，给出了重建各向异性散射分量的公式。分析研究了X射线相位衬度成像的诊断唯一性，提出了相位衬度成像的诊断唯一性条件，为促进X射线相位衬度成像在未来医学临床的应用提供了理论依据。用分数傅利叶变换方法和迭代方法研究了X射线相干衍射成像中恢复物体相位的问题，给出了一套不依赖菲涅尔数的新方法。