[發(fā)明專利]一種將高能X射線圖像轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光圖像的裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910159404.4
• 申請(qǐng)日: 2009-07-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101604118A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李成剛;鄧建軍;李勤;江孝國(guó);石金水;張開(kāi)志;章林文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)工程物理研究院流體物理研究所
• 主分類號(hào): G03B42/02
• 分類號(hào): G03B42/02;G01N23/04;G01N23/18;G21K4/00
• 代理公司: 成都惠迪專利事務(wù)所
• 代理人: 劉 勛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高能物理技術(shù)。

背景技術(shù)

X光成像在民用及國(guó)防領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，涉及醫(yī)學(xué)X光照 相、CT成像、工業(yè)探傷、海關(guān)檢測(cè)、射流診斷、高能閃光照相等。 傳統(tǒng)的X射線成像技術(shù)采用底片作為記錄介質(zhì)，經(jīng)過(guò)潛影、顯影、定 影三個(gè)過(guò)程將接收到的X光信息轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)的圖像。然而，由于底片 采用的是積分成像方式，即使采用機(jī)械更換底片以及超快快門技術(shù)， 單張底片的圖像積分時(shí)間也在毫秒量級(jí)，這使得對(duì)于微秒甚至是幾十 納秒級(jí)的快過(guò)程X光成像變的不可能。利用轉(zhuǎn)換晶體進(jìn)行X光成像是 目前國(guó)內(nèi)正在發(fā)展的新技術(shù)，然而目前能夠獲得的可見(jiàn)光圖像通常分 辨率較低且不具備幾十納秒的時(shí)間分辨能力。此外，對(duì)于高能X射線， 由于具有更強(qiáng)的穿透能力，在晶體中沉積能量較少，對(duì)其進(jìn)行成像難 度更大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，為實(shí)現(xiàn)高能X射線成像過(guò)程中快 過(guò)程高精度的觀測(cè)，提供了一種轉(zhuǎn)換晶體陣列，不僅能實(shí)現(xiàn)亞毫米的 空間分辨，而且能實(shí)現(xiàn)幾十納秒的時(shí)間分辨。

本發(fā)明解決所述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是，一種將高能X射線 圖像轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光圖像的裝置，由多根并行的LYSO晶柱構(gòu)成陣列， 入射面與出射面與晶柱的軸向垂直。

進(jìn)一步的說(shuō)，所述LYSO晶柱長(zhǎng)度相等。入射面為拋光并加鍍有 鋁層，出射面鍍有可見(jiàn)光增透膜。所述鋁層厚度不大于10微米。

單根晶柱長(zhǎng)度為0.5～2厘米，單根晶柱橫截面為邊長(zhǎng)0.5～1毫米 的正方形。或者單根晶柱橫截面為正六邊形或者圓形。

每根晶柱側(cè)面經(jīng)拋光處理，鍍有兩層金屬；內(nèi)層鍍鋁，厚度為0.3 微米，外層鍍鉛，厚度為0.15毫米。晶柱陣列的側(cè)面及入射面采用厚 鋁板封裝加固。

本發(fā)明的有益效果是，可以將不可見(jiàn)的高能X射線轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光 以方便測(cè)試，實(shí)現(xiàn)亞毫米的空間分辨能力及幾十納秒的時(shí)間分辨能 力。

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的示意圖，箭頭表示入射光和出射光的方向。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明采用高量子產(chǎn)額、短余暉的LYSO閃爍晶體作為轉(zhuǎn)換體的 主要材料，整個(gè)晶體陣列由超過(guò)1萬(wàn)根LYSO晶柱構(gòu)成，各晶柱側(cè)表面 采用鍍膜工藝，分鍍兩層金屬膜，內(nèi)層采用鍍鋁工藝，用于將晶柱內(nèi) 產(chǎn)生的可見(jiàn)光反射回去，有效減小出射光強(qiáng)的減弱并防止各晶柱間可 見(jiàn)光的串?dāng)_；外層采用鍍鉛工藝，用于減小各晶柱間低能X射線及電 子的串?dāng)_，提高成像分辨率。

實(shí)施例1：參見(jiàn)圖1。

晶體陣列由若干根硅酸釔镥(LYSO)長(zhǎng)方體晶體柱拼合組成。 每根晶柱長(zhǎng)度為1厘米，橫截面為邊長(zhǎng)0.5毫米的正方形。

晶柱側(cè)面采用拋光工藝，并加鍍兩層金屬，內(nèi)層鍍鋁(熔點(diǎn)658 攝氏度)，厚度為0.3微米，外層鍍鉛(熔點(diǎn)327.4攝氏度)，厚度為0.15 毫米。晶柱一個(gè)橫截面(入射面)拋光并加鍍厚度為0.3微米的鋁層， 另一橫截面(出射面)鍍可見(jiàn)光增透膜，中心波長(zhǎng)為420納米。

各晶柱加鍍層后截面約為邊長(zhǎng)0.8mm的正方形，各側(cè)面打磨平整 后拼合。晶柱陣列的側(cè)面及入射面采用2-3mm厚鋁板封裝加固。晶 柱的根數(shù)越多，則可組成陣列的面積越大。

本實(shí)施例中，入射面鍍層厚度選擇0.3微米是因?yàn)槟壳暗募庸す? 藝通常采用該數(shù)值，在滿足鍍層均勻性前提下，增加鋁層厚度對(duì)輸出 圖像影響很小。厚度過(guò)大可導(dǎo)致輸出圖像空間分辨率下降，以不超過(guò) 10微米為宜。

單根晶柱的長(zhǎng)度可以在0.5～2cm之間，橫截面邊長(zhǎng)最好是小于 1mm。

作為其他的實(shí)施例，單根晶柱的橫截面可以是正六邊形，或者圓 形等，正方形是最易于加工的形狀。在本發(fā)明的思路之下無(wú)論采取何 種變形皆屬于本發(fā)明的權(quán)利范圍。