X 射線三維顯微鏡使用多種類型的 X 射線源，以下是常見的幾種：

　　一、熱陰極 X 射線源

　　熱陰極 X 射線源是較為傳統(tǒng)的一種。它通過加熱燈絲（一般是鎢絲）產(chǎn)生熱電子，熱電子在高壓電場的加速下撞擊金屬靶（如銅靶、鉬靶等）。當(dāng)高速電子撞擊靶材時(shí)，電子的動(dòng)能會(huì)轉(zhuǎn)化為 X 射線。這種 X 射線源的優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟、成本相對(duì)較低。其產(chǎn)生的 X 射線能量可以通過調(diào)節(jié)加速電壓來控制，能夠提供比較穩(wěn)定的 X 射線束。例如，在一些對(duì)分辨率要求不是非常高的材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)初步檢測中，熱陰極 X 射線源就可以發(fā)揮作用。不過，它的缺點(diǎn)是亮度相對(duì)有限，對(duì)于一些需要高亮度 X 射線進(jìn)行快速成像或者對(duì)微小結(jié)構(gòu)精細(xì)成像的情況，可能就不太能滿足要求。

　　二、微焦點(diǎn) X 射線源

　　微焦點(diǎn) X 射線源的焦點(diǎn)尺寸非常小，一般在幾微米到幾十微米之間。這種小型焦點(diǎn)能夠產(chǎn)生高分辨率的 X 射線束。其工作原理和熱陰極 X 射線源類似，也是通過電子撞擊靶材產(chǎn)生 X 射線。但由于焦點(diǎn)小，它可以在樣品上形成更小的照射光斑，這對(duì)于觀察微小物體或者樣品的精細(xì)結(jié)構(gòu)特別有利。比如在電子芯片內(nèi)部線路的檢測以及生物細(xì)胞內(nèi)部超微結(jié)構(gòu)成像等方面，微焦點(diǎn) X 射線源能夠提供更清晰的三維圖像。不過，微焦點(diǎn) X 射線源的功率一般相對(duì)較低，并且設(shè)備成本比熱陰極 X 射線源要高。

　　三、同步輻射 X 射線源

　　同步輻射 X 射線源是一種非常強(qiáng)大的 X 射線產(chǎn)生裝置。它是利用相對(duì)論性電子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的同步輻射光，其中包含了 X 射線波段。同步輻射 X 射線源具有非常高的亮度、良好的準(zhǔn)直性和連續(xù)的光譜。這使得它能夠在很短的時(shí)間內(nèi)獲取高分辨率、高質(zhì)量的三維圖像。在材料科學(xué)中對(duì)納米級(jí)別的晶體結(jié)構(gòu)分析，以及生物大分子的三維結(jié)構(gòu)解析等前沿研究領(lǐng)域，同步輻射 X 射線源發(fā)揮著不可替代的作用。但是，同步輻射 X 射線源的設(shè)備規(guī)模巨大，通常需要大型的加速器設(shè)施來產(chǎn)生電子束，建設(shè)和運(yùn)行成本非常高，并且使用時(shí)需要申請(qǐng)專門的機(jī)時(shí)，不是一般實(shí)驗(yàn)室能夠輕易擁有的。