一种将高能X射线图像转换为可见光图像的装置

摘要

一种将高能X射线图像转换为可见光图像的装置，涉及高能物理技术。本发明由多根并行的LYSO晶柱构成阵列，入射面平行于出射面，二者与晶柱的轴向垂直。本发明的有益效果是，可以将不可见的高能X射线转换为可见光以方便测试，实现亚毫米的空间分辨能力及几十纳秒的时间分辨能力。

说明书

技术领域

本发明涉及高能物理技术。

背景技术

X光成像在民用及国防领域都有着广泛的应用，涉及医学X光照相、CT成像、工业探伤、海关检测、射流诊断、高能闪光照相等。传统的X射线成像技术采用底片作为记录介质，经过潜影、显影、定影三个过程将接收到的X光信息转换为可见的图像。然而，由于底片采用的是积分成像方式，即使采用机械更换底片以及超快快门技术，单张底片的图像积分时间也在毫秒量级，这使得对于微秒甚至是几十纳秒级的快过程X光成像变的不可能。利用转换晶体进行X光成像是目前国内正在发展的新技术，然而目前能够获得的可见光图像通常分辨率较低且不具备几十纳秒的时间分辨能力。此外，对于高能X射线，由于具有更强的穿透能力，在晶体中沉积能量较少，对其进行成像难度更大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，为实现高能X射线成像过程中快过程高精度的观测，提供了一种转换晶体阵列，不仅能实现亚毫米的空间分辨，而且能实现几十纳秒的时间分辨。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，一种将高能X射线图像转换为可见光图像的装置，由多根并行的LYSO晶柱构成阵列，入射面与出射面与晶柱的轴向垂直。

进一步的说，所述LYSO晶柱长度相等。入射面为抛光并加镀有铝层，出射面镀有可见光增透膜。所述铝层厚度不大于10微米。

单根晶柱长度为0.5～2厘米，单根晶柱横截面为边长0.5～1毫米的正方形。或者单根晶柱横截面为正六边形或者圆形。

每根晶柱侧面经抛光处理，镀有两层金属；内层镀铝，厚度为0.3微米，外层镀铅，厚度为0.15毫米。晶柱阵列的侧面及入射面采用厚铝板封装加固。

本发明的有益效果是，可以将不可见的高能X射线转换为可见光以方便测试，实现亚毫米的空间分辨能力及几十纳秒的时间分辨能力。

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1是本发明的示意图，箭头表示入射光和出射光的方向。

具体实施方式

本发明采用高量子产额、短余晖的LYSO闪烁晶体作为转换体的主要材料，整个晶体阵列由超过1万根LYSO晶柱构成，各晶柱侧表面采用镀膜工艺，分镀两层金属膜，内层采用镀铝工艺，用于将晶柱内产生的可见光反射回去，有效减小出射光强的减弱并防止各晶柱间可见光的串扰；外层采用镀铅工艺，用于减小各晶柱间低能X射线及电子的串扰，提高成像分辨率。

实施例1：参见图1。

晶体阵列由若干根硅酸钇镥(LYSO)长方体晶体柱拼合组成。每根晶柱长度为1厘米，横截面为边长0.5毫米的正方形。

晶柱侧面采用抛光工艺，并加镀两层金属，内层镀铝(熔点658摄氏度)，厚度为0.3微米，外层镀铅(熔点327.4摄氏度)，厚度为0.15毫米。晶柱一个横截面(入射面)抛光并加镀厚度为0.3微米的铝层，另一横截面(出射面)镀可见光增透膜，中心波长为420纳米。

各晶柱加镀层后截面约为边长0.8mm的正方形，各侧面打磨平整后拼合。晶柱阵列的侧面及入射面采用2-3mm厚铝板封装加固。晶柱的根数越多，则可组成阵列的面积越大。

本实施例中，入射面镀层厚度选择0.3微米是因为目前的加工工艺通常采用该数值，在满足镀层均匀性前提下，增加铝层厚度对输出图像影响很小。厚度过大可导致输出图像空间分辨率下降，以不超过10微米为宜。

单根晶柱的长度可以在0.5～2cm之间，横截面边长最好是小于1mm。

作为其他的实施例，单根晶柱的横截面可以是正六边形，或者圆形等，正方形是最易于加工的形状。在本发明的思路之下无论采取何种变形皆属于本发明的权利范围。