集成X射線探測(cè)器設(shè)計(jì)及光光轉(zhuǎn)換薄膜工藝研究.pdf

1、X射線探測(cè)技術(shù)在科研、生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其中轉(zhuǎn)換屏的性能和圖像傳感器的參數(shù)是影響探測(cè)器性能的兩個(gè)關(guān)鍵性因素。本文針對(duì)CsI:Tl為轉(zhuǎn)換屏的X射線探測(cè)器，以提高CsI:Tl薄膜的光光轉(zhuǎn)換效率和制備工藝為主要目的，研究了CsI:Tl薄膜探測(cè)X射線的性能和工藝參數(shù)對(duì)薄膜的影響，并設(shè)計(jì)了一種以CsI:Tl為轉(zhuǎn)換屏，CCD為熒光接收器的集成化X射線探測(cè)器。
　　在薄膜的光光轉(zhuǎn)換效率研究上，通過(guò)建立各種物理模型，利用 X射線的熒光

2、透過(guò)特性以及CsI:Tl薄膜的性質(zhì)，計(jì)算出熒光透過(guò)率和空間分辨率跟各參數(shù)的關(guān)系，并從實(shí)際制備的工藝局限著手，分析了在CsI薄膜連續(xù)性和密度不夠理想的情況下，X射線光子和可見(jiàn)光光子在薄膜中的傳播特性。得出的結(jié)論有：入射X射線光子的能量越低，CsI:Tl薄膜的最佳厚度越薄；低能情況下，CsI:Tl薄膜等效厚度在10μm—80μm時(shí)，X射線的熒光透過(guò)率較高；就實(shí)際制備的理想厚度的薄膜來(lái)說(shuō)，連續(xù)性越好、致密度越高，薄膜的熒光透過(guò)率越高。

3、　　在工藝上，針對(duì)CsI:Tl薄膜的制備進(jìn)行了相關(guān)研究。首先，采用Matlab軟件模擬仿真了工藝參數(shù)對(duì)薄膜成核的影響。然后，通過(guò)真空蒸發(fā)沉積實(shí)驗(yàn)制備了多組CsI:Tl薄膜，并使用光學(xué)金相顯微鏡對(duì)薄膜的生長(zhǎng)情況和結(jié)晶狀態(tài)進(jìn)行了觀測(cè)，并與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，分析了真空度、襯底溫度、襯底材料、薄膜厚度對(duì)CsI:Tl薄膜微結(jié)構(gòu)的影響。得到的結(jié)論是，真空度越高，襯底溫度越低，襯底材料為晶體結(jié)構(gòu)，薄膜厚度越薄時(shí)，CsI:Tl薄膜的結(jié)晶質(zhì)量越好。