具有垂直通道结构的X射线荧光屏的制作方法

本发明涉及x射线探测领域，尤其涉及一种具有垂直通道结构的x射线荧光屏。

背景技术：

近些年来x射线探测被广泛应用于各个领域，例如在工业无损探伤、安全检查、医学影像设备等方面x射线探测都起到重要作用。并且随着光电转换器件的不断发展，各种各样的数字化探测器层出迭见，使得这些应用更加便捷。x射线探测器分为直接型和间接型两大类。直接型探测器可以直接吸收x射线将其转换成电信号；而间接型探测器是由一层闪烁材料先将x射线转换成可见光信号，然后再用光电转换器件将可见光转换成电信号。直接型探测器，存在对x射线的吸收能力差、工作温度要求苛刻等缺点，应用不如间接型探测器广泛。

间接型探测器由荧光屏和光电转换器件组成。光电转换器件主要有：ccd、cmos和硅光电二极管等。而荧光屏是一层闪烁材料，吸收x射线，并发射出可见光。市场上现在常见的数字成像面板不仅价格十分昂贵而且由于它自身内部的耦合关系，近单元之间会形成潜行电流，对正常工作的单元产生串扰，这种现象会随着x射线剂量的改变发生改变。现有的产品尚未克服这一问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种具有垂直通道结构的x射线荧光屏，通过对荧光屏内部结构的设计来实现射线串扰对成像的影响，进而改善对x射线的探测性能。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

具有垂直通道结构的x射线荧光屏，该荧光屏包括：均布垂直微通道的硅片、金属反射膜、闪烁膜和光电转化层；所述垂直微通道内壁依次设有金属反射膜和闪烁膜，所述光电转化层设置在硅片底部；x射线进入到具有垂直微通道结构的x射线荧光屏内，经过闪烁膜吸收转化为微弱可见光后，通过金属反射膜反射，使可见光通过光电转换层，由光电转化层将可见光转化为电信号，将图像输出。

优选的，所述微通道的孔径大小为1像素。

优选的，所述金属反射膜的材料为铝。

优选的，所述铝原子膜为250-1000层，厚度为100-400nm。

优选的，所述闪烁膜的材料为碘化铯或硫氧化钆。

优选的，所述碘化铯通过蒸镀设置在金属反射膜外。

本发明的有益效果是：本发明的荧光屏采用了对硅板进行钻孔形成垂直微通道；在微通道内壁镀上金属反射膜，可以吸收一定的x射线，防止串扰对成像的影响；在金属反射膜上设置闪烁材料，将所吸收x射线转化为可见光；通过光电转换器将可见光转化为电信号，实现x射线的光电转换。该结构可实现x射线的准直，吸收少量射线，并防止串扰带来危害。

附图说明

图1本发明具有垂直通道结构的x射线荧光屏的局部结构示意图。

图2本发明具有垂直通道结构的x射线荧光屏的平面结构示意图。

图中：1、垂直微通道，2、金属反射膜，3、闪烁膜，4、光电转化层

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1和图2所示，具有垂直通道结构的x射线荧光屏，该荧光屏包括：均布垂直微通道1的硅片、金属反射膜2、闪烁膜3和光电转化层4；所述垂直微通道1内壁依次设有金属反射膜2和闪烁膜3，所述光电转化层4设置在硅片底部；x射线进入到具有垂直微通道1结构的x射线荧光屏内，经过闪烁膜3吸收后发射出微弱可见光，通过金属反射膜2反射，由光电转化层4吸收，将可见光转化为电信号并输出。

在本实施例中，在硅基底上使用光刻阵列打孔，垂直微通道1中孔的半径为125μm，约等于一个像素大小，使用金属铝进行原子层沉积进行镀膜，将铝原子以单原子膜形式一层一层的镀在硅基底的垂直微通道1内壁，起到防止x射线串扰的作用。本发明所述金属反射膜2需要沉积单铝原子膜250-1000层，厚度为100-400nm。闪烁层3一般为碘化铯或硫氧化钆，利用碘化铯蒸汽或者硫氧化钆蒸汽凝华覆盖在金属反射膜2上，使其能够在吸收x射线后发射可见光。光电转换层4将可见光转换成电信号，完成探测器的光电转换。

x射线入射，进入垂直微通道1，本实施例中荧光膜的材料为碘化铯，可吸收x射线，发射可见光，本实施例中金属反射膜2为铝，铝的阻断和反射作用，能够基本阻断x射线的串扰，当可见光到达光电转换层4，光电探测器根据电信号的强弱和有无判断x射线的强弱和有无，从而进行x射线成像。

技术特征：

1.具有垂直通道结构的x射线荧光屏，其特征在于，该荧光屏包括：均布垂直微通道的硅片、金属反射膜、闪烁膜和光电转化层；所述垂直微通道内壁依次设有金属反射膜和闪烁膜，所述光电转化层设置在硅片底部；x射线进入到具有垂直微通道结构的x射线荧光屏内，经过闪烁膜吸收转化为微弱可见光后，通过金属反射膜反射，使可见光通过光电转换层，由光电转化层将可见光转化为电信号，将图像输出。

2.根据权利要求1所述的具有垂直通道结构的x射线荧光屏，其特征在于，所述微通道的孔径大小为1像素。

3.根据权利要求1所述的具有垂直通道结构的x射线荧光屏，其特征在于，所述金属反射膜的材料为铝。

4.根据权利要求3所述的具有垂直通道结构的x射线荧光屏，其特征在于，所述铝原子膜为250-1000层，厚度为100-400nm。

5.根据权利要求1所述的具有垂直通道结构的x射线荧光屏，其特征在于，所述闪烁膜的材料为碘化铯或硫氧化钆。

6.根据权利要求5所述的具有垂直通道结构的x射线荧光屏，其特征在于，所述碘化铯通过蒸镀设置在金属反射膜外。

技术总结
具有垂直通道结构的X射线荧光屏涉及X射线探测领域，通过对荧光屏内部结构的设计来实现射线串扰对成像的影响，进而改善对X射线的探测性能。该荧光屏包括：均布垂直微通道的硅片、金属反射膜、闪烁膜和光电转化层；所述垂直微通道内壁依次设有金属反射膜和闪烁膜，所述光电转化层设置在硅片底部；X射线进入到具有垂直微通道结构的X射线荧光屏内，经过闪烁膜吸收转化为微弱可见光后，通过金属反射膜反射，使可见光通过光电转换层，由光电转化层将可见光转化为电信号，将图像输出。本发明吸收一定的x射线，防止串扰对成像的影响；实现X射线的光电转换。该结构可实现x射线的准直，吸收少量射线，并防止串扰带来危害。

技术研发人员：秦旭磊;金唯一;李野
受保护的技术使用者：长春理工大学
技术研发日：2019.07.11
技术公布日：2019.11.22