论文部分内容阅读
数字X射线探测器是X射线成像系统的核心部件，也是影响其成像性能的主要因素。本论文的研究目标是研制具有高分辨大探测面积的数字X射线探测器。本论文的研究内容主要分为三个部分，X射线探测器的设计、CsI闪烁屏的制备以及X射线探测器性能表征。 第一部分论述了X射线探测器系统中四个部分的设计方案:CsI闪烁屏、光学和机械结构、电子线路和数据处理方法。在光学和机械结构设计中，采用光锥耦合CsI闪烁屏和CCD构成X射线图像传感器，以此为核心设计了探测器的封装、制冷和密封结构。对于由探测器得到的数字信号提出了数据处理的方案，包括对拖尾、缺陷、畸变、非均匀性等现象的校正方法。 第二部分描述了CsI闪烁屏的制备工艺的研究，采用真空热蒸发技术制备了具有针状阵列结构的CsI闪烁体层，结果表明衬底温度和气压是影响CsI生长的主要因素。比较了不同的功能性膜层对CsI闪烁屏成像性能的影响，并分析了CsI闪烁体层与衬底界面之间的晶体结构的差异对闪烁光的影响。同时还研究了封装材料的制备工艺，使用低压CVD技术在CsI闪烁屏表面沉积了Parylene膜层，测试了其防水性能及其对CsI闪烁屏成像性能的影响。 第三部分描述了数字X射线探测器的主要参数及其表征方法，包括量子检出效率、调制传递函数和噪声功率谱等。基于测量标准IEC62220-1构建了X射线探测器成像性能的表征平台，并测量了具有不同厚度的闪烁体层的CsI闪烁屏，指出标准规定的射线质量对成像结果的影响并分析了其原因。