基于CsI(Tl)X射線探測器集成化的關鍵技術研究.pdf

1、基于CsI:Tl的X射線探測器，作為在X射線圖像探測領域應用最為廣泛的探測器，因其制作成本低廉、光探測性能優(yōu)秀等特點，使得其在眾多研究領域中倍受青睞。隨著CsI:Tl集成薄膜的成功制備，CsI:Tl薄膜的光轉換性能，及其與光電探測器件的耦合性研究，更是成為提升探測器成像質(zhì)量的關鍵。本文通過建模仿真的手段，對CsI:Tl柱狀集成薄膜，研究了其光電傳輸特性，并對比了在不同的傳輸射線探測系統(tǒng)下，相應探測系統(tǒng)的光轉換性能之間的差異。同時，針對直

2、接耦合集成系統(tǒng)的CCD讀出系統(tǒng)，進行了控制軟件的編寫工作。
　　本文首先建立了CsI:Tl的多層傳輸模型，并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作為基礎，對模型中的部分參數(shù)進行了合理的設置，進而研究了集成的 CsI:Tl柱狀薄膜的光轉換特性。研究結果發(fā)現(xiàn)，隨著集成的晶體薄膜厚度的增加，材料中的光子激發(fā)系數(shù)及熒光光子的輸出率也逐漸增大。同時，以28kVp的Mo/Mo軟組織射線源的相關參數(shù)為數(shù)據(jù)依據(jù)，得到了CsI:Tl薄膜在不同的厚度情況下的空間頻率分布情況

3、，并發(fā)現(xiàn)隨著厚度的增加，CsI:Tl的空間分辨率在變壞。另外隨著能量注入的增加，材料的光轉換性能也在提升。通過對比分析了光學透鏡耦合、光纖光錐耦合、直接耦合探測系統(tǒng)的結構與性能。用Monte Carlo統(tǒng)計方法對三個系統(tǒng)進行了模擬分析。結果發(fā)現(xiàn)，在光學透鏡系統(tǒng)中，系統(tǒng)的探測質(zhì)量隨著透鏡焦點與入射面之間的距離t的變大而變壞。同樣，經(jīng)過光纖光錐系統(tǒng)的模擬結果也發(fā)現(xiàn)，隨著光探測器與熒光光子的出射面之間的距離變大，成像質(zhì)量也在隨之下降。因而直接