X光探測(cè)器用a-Si陣教程

X射線探測(cè)器用a-Si陣列工藝技術(shù)的探討一、什么是X射線X射線是一種帶有能量的電磁波或輻射。它的波長(zhǎng)只有一億萬分之一厘米，肉眼是看不見的。當(dāng)高速運(yùn)動(dòng)的電子碰撞任何形態(tài)的物質(zhì)時(shí)，X光便有可能產(chǎn)生。一般X射線波長(zhǎng)：0.001-50nm能量:若取λ=0.1nm，光子能量是可見光的5000倍二、X射線的發(fā)覺1895年11月8日是一個(gè)星期五。晚上，德國慕尼黑高校的整個(gè)校內(nèi)都沉醉在一片靜靜靜的氣氛當(dāng)中，大家都回家度周末去了。

但是還有一個(gè)房間照舊亮著燈光。燈光下，一位年過半百的學(xué)者凝視著一疊灰黑色的照相底片在發(fā)呆，仿佛陷入了深深的深思……

他在思索什么呢？原來，這位學(xué)者以前做過一次放電試驗(yàn)，為了確保試驗(yàn)的精確性，他事先用錫紙和硬紙板把各種試驗(yàn)器材都包袱得密密層層。可是現(xiàn)在，他卻驚異地發(fā)覺，試驗(yàn)器材旁邊的東西盡然閃爍著熒光！而放電管旁邊這疊原本嚴(yán)密封閉的底片，現(xiàn)在也變成了灰黑色—這說明它們已經(jīng)曝光了！這個(gè)一般人很快就會(huì)忽視的現(xiàn)象，卻引起了這位學(xué)者的留意，使他產(chǎn)生了深厚的愛好。他想：底片的變更，恰恰說明放電管放出了一種穿透力極強(qiáng)的新射線，它甚至能夠穿透裝底片的袋子！確定要好好探討一下。不過—既然目前還不知道它是什么射線，那么就像列方程時(shí)一樣把它設(shè)為X吧，就叫它“X射線”好了。這一年的12月他發(fā)表了探討報(bào)告?？茖W(xué)界把發(fā)覺X射線歸功于倫琴，把X射線也叫做倫琴射線。倫琴先把一個(gè)涂有磷光物質(zhì)的屏幕放在放電管旁邊，結(jié)果發(fā)覺屏幕馬上發(fā)出了亮光。接著，他嘗試著拿一些平常不透光的較輕物質(zhì)—比如書本、橡皮板和木板—放到放電管和屏幕之間去擋那束看不見的奇異射線，可是誰也不能把它攔住，在屏幕上幾乎看不到任何陰影，它甚至能夠輕而易舉地穿透15毫米厚的鋁板！直到他把一塊厚厚的金屬板放在放電管與屏幕之間，屏幕上才出現(xiàn)了金屬板的陰影—看來這種射線還是沒有實(shí)力穿透太厚的物質(zhì)。

接下來更為奇異的現(xiàn)象發(fā)生了，當(dāng)這位學(xué)者當(dāng)心翼翼地伸出手掌，試圖擋在放電管與屏幕之間時(shí)，他盡然發(fā)覺自己的手骨和手的輪廓被清晰地映射到了屏幕的上面。原來這是這種射線一個(gè)更為奇異的性質(zhì)：具有相當(dāng)強(qiáng)度的X射線，可以使肌體內(nèi)的骨骼在磷光屏幕或者照相底片上投下陰影！

這一發(fā)覺對(duì)于醫(yī)學(xué)的價(jià)值可是特殊重要的，它就像給了人們一副可以看穿肌膚的“眼鏡”，能夠使醫(yī)生的“目光”穿透人的皮肉透視人的骨骼，清晰地視察到活體內(nèi)的各種生理和病理現(xiàn)象。依據(jù)這一原理，后來人們獨(dú)創(chuàng)了X射線機(jī)，X射線已經(jīng)成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中一個(gè)不行缺少的武器。倫琴所拍攝的第一枚X射線圖片三、X射線成像的特性穿透性、熒光效應(yīng)、攝影效應(yīng)、電離效應(yīng)

四、簡(jiǎn)述X射線成像機(jī)的歷程1913年美國物理學(xué)家克里吉制作出與今日相同的X射線管，這是一種經(jīng)過改進(jìn)的陰極射線管，從而大大縮短了曝光時(shí)間。X射線透視檢查不僅縮短了診斷骨折、異物的時(shí)間，還為發(fā)覺肺病出了很大的貢獻(xiàn)。這是是用膠片成像的方法。膠片技術(shù)的示意圖X光光源患者膠片20世紀(jì)中期，人們?cè)诔上裣到y(tǒng)中裝上X-射線倍增管的圖像接收器，可以通過從照相機(jī)中獲得的電信號(hào)通過一個(gè)視頻前置放大器處理后可以在屏幕上觀看。視頻信號(hào)可以轉(zhuǎn)化成數(shù)字形式，以便于數(shù)字處理、存儲(chǔ)與拷貝。上面技術(shù)還不是純粹的數(shù)字技術(shù)，因而在20世紀(jì)70年頭就有人預(yù)料會(huì)逐步演化產(chǎn)生光電子—X光成像技術(shù)。數(shù)字成像技術(shù)擁有快速處理、即時(shí)顯示圖像、信息存儲(chǔ)等優(yōu)異的功能。五、X線成像的基本原理X線之所以能使人體在熒屏上或膠片上形成影像，一方面是基于X線的特性，即其穿透性、熒光效應(yīng)和攝影效應(yīng)；另一方面是基于人體組織有密度和厚度的差別。由于存在這種差別，當(dāng)X線透過人體各種不同組織結(jié)構(gòu)時(shí)，它被吸取的程度不同，所以到達(dá)熒屏或膠片上的X線量即有差異。這樣，在熒屏或X線上就形成黑白對(duì)比不同的影像。當(dāng)強(qiáng)度勻整的X線穿透厚度相等的不同密度組織結(jié)構(gòu)時(shí)，由于吸取程度不同，在X線片上或熒屏上顯出具有黑白(或明暗)對(duì)比、層次差異的X線影像。在人體結(jié)構(gòu)中，胸部的肋骨密度高，對(duì)X線吸取多，照片上呈白影；肺部含氣體密度低，X線吸取少，照片上呈黑影。X光平板探測(cè)器也是應(yīng)用于這個(gè)原理，只是將熒光屏和膠片換成X光信號(hào)轉(zhuǎn)換板，這一項(xiàng)技術(shù)更新，就使平板探測(cè)器（FD）技術(shù)具備巨大的優(yōu)勢(shì)——利用FD技術(shù)可以即時(shí)采集到患者圖像，對(duì)圖像進(jìn)行后期處理，輕松保存和傳送圖像。X光平板探測(cè)的限制圖X射線轉(zhuǎn)換器像素限制回路數(shù)字限制接口數(shù)據(jù)傳輸陣列信號(hào)限制回路磁帶盒網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)據(jù)接口主機(jī)六、數(shù)字式X射線機(jī)陣列構(gòu)成與LCD的TFT構(gòu)成一樣，，只不過在TFT上要加入感光層，而且LCD是用TFT做開關(guān)限制像素的明暗狀態(tài)，而X射線機(jī)則是用像素感知到光在開啟TFT，向主機(jī)傳遞信號(hào)。七、數(shù)字式X射線機(jī)的種類及概要目前推出的產(chǎn)品可歸納為間接型與干脆型兩種，間接型者由探測(cè)器矩陣（detectormatrix）組成。其區(qū)分是依據(jù)存儲(chǔ)在每個(gè)像素上存儲(chǔ)電容上的成像信號(hào)如何通過入射-X射線輻射產(chǎn)生來區(qū)分的。間接型探測(cè)器是在有源矩陣上放置一層合適厚度的發(fā)光材料的形式。陣列每個(gè)像素上放置由薄膜非晶態(tài)硅制成的光電二極管，用以將光轉(zhuǎn)換成電荷沉積。在光電二極管矩陣上被覆有摻鉈的碘化銫［CsI（Tl）］閃爍光電晶體。透過被檢體后的入射X線，激發(fā)光電二極管產(chǎn)生光電流，隨之就在光電二極管自身的電容上積分形成儲(chǔ)存電荷。每一像素的儲(chǔ)存電荷量和與之對(duì)應(yīng)范圍內(nèi)的入射X線光子能量與數(shù)量成正比。干脆型者則是在每一個(gè)像素上勻整沉積一層合適厚度的光電導(dǎo)材料形成的。用非晶態(tài)硒涂覆在TFT陣列上。透