[發明專利]一種用于X射線相襯成像平板探測器及其使用方法

在審

• 申請號: 201710475489.1
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107144583A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 潘小東;張催;李公平
• 申請（專利權）人: 蘭州大學
• 主分類號: G01N23/04
• 分類號: G01N23/04;G01T1/202
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種用于X射線相襯成像平板探測器，其特征在于，包括探測器像素層(204)，在探測器像素層(204)上生長或粘貼有閃爍體層(203)，在閃爍體層(203)上覆蓋有與探測像素周期一致的編碼孔板A3(202)，所述編碼孔板A3(202)上覆蓋有保護層(201)。

2.根據權利要求1所述的用于X射線相襯成像平板探測器，其特征在于，所述編碼孔板A3(202)由若干個方形單元(205)組成，每個方形單元(205)上設置有第三透光孔(206)。

3.根據權利要求2所述的用于X射線相襯成像平板探測器，其特征在于，所述第三透光孔(206)的形狀為長條形、方形、回字形或L形。

4.根據權利要求1-3中任一權利要求所述的用于X射線相襯成像平板探測器，其特征在于，保護層(201)采用碳纖維材料；編碼孔板A3(202)采用金、鉛、鉭或鉑材料中的一種；閃爍體層(203)采用碘化銫和/或硫氧化釓；所述探測器像素層(204)為非晶硅和薄膜晶體管陣列組成的探測器像素陣列。

5.一種用于X射線相襯成像平板探測器的使用方法，其特征在于，采用權利要求1-4中任一權利要求所述的用于X射線相襯成像平板探測器，包括以下步驟：

1)射線源(101)發出X射線(102)，X射線(102)穿過樣品編碼孔板A1(103)照射在被測樣品(104)上，射線源(101)射出的X射線經過樣品編碼孔板A1(103)被分成多條間隔為p₁的細束，細束穿過被測樣品(104)照射到用于X射線相襯成像平板探測器上；其中，射線源(101)的中心到樣品編碼孔板A1(103)中心的距離為源-物距離，簡稱D_so；樣品編碼孔板A1(103)中心到閃爍體層(203)與編碼孔板A3(202)接觸處的距離為物-探距離，簡稱D_od；樣品編碼孔板A1(103)的周期p₁＝p_d/M，其中M＝(D_so+D_od)/D_so為放大系數，p_d為探測器像素周期或像素尺寸，編碼孔板A3(202)的第三透光孔(206)寬度d₃≤p₃/2，樣品編碼孔板A1(103)的第一透光孔(107)寬度d₁≤p₁/2；樣品編碼孔A1(103)的第一透光孔(107)寬度d₁＝d₃/M；

2)通過精密運動平臺調節樣品編碼孔板A1(103)與用于X射線相襯成像平板探測器之間的位置，觀察用于X射線相襯成像平板探測器的計數，當靠近中心各像素的計數幾乎相同時，表明兩者的位置已經對準，再在一個方向上移動樣品編碼孔板A1(103)，調節照亮區域的面積，以此根據實際應用，權衡折射角信息靈敏度和曝光時間；

3)當放置被測樣品時，X射線穿過樣品時發生偏折，如果射線向上偏移，那么原來被探測的射線將被探測內置編碼孔板吸收，對應像素的計數減小；相反，如果射線向下偏移，則原來被探測內置編碼孔板遮擋的X射線被探測器所記錄，對應像素的計數增加；由此通過像素計數的變化得到X射線折射的程度，進而實現相襯成像。

6.根據權利要求5所述的用于X射線相襯成像平板探測器的使用方法，其特征在于，所述的樣品編碼孔板A1(103)需保證遮擋部分對X射線的吸收率大于95％，樣品編碼孔板A1(103)開孔的形狀與該用于X射線相襯成像平板探測器中的編碼孔板A3(202)形狀一致。

7.根據權利要求5所述的用于X射線相襯成像平板探測器的使用方法，其特征在于，當第三透光孔(206)的形狀為長條形時，實現一維折射信息的提取；當第三透光孔(206)的形狀為方形、回字形或L形時，通過調節樣品編碼孔板A1(103)與用于X射線相襯成像平板探測器的相對位置，選擇遮擋xy平面的x或y方向的像素邊緣，從而分別得到兩個方向上的X射線折射信息。