集成X射線探測器設計及光光轉換薄膜工藝研究.pdf

1、X射線探測技術在科研、生產、生活中的應用越來越廣泛，其中轉換屏的性能和圖像傳感器的參數(shù)是影響探測器性能的兩個關鍵性因素。本文針對CsI:Tl為轉換屏的X射線探測器，以提高CsI:Tl薄膜的光光轉換效率和制備工藝為主要目的，研究了CsI:Tl薄膜探測X射線的性能和工藝參數(shù)對薄膜的影響，并設計了一種以CsI:Tl為轉換屏，CCD為熒光接收器的集成化X射線探測器。
　　在薄膜的光光轉換效率研究上，通過建立各種物理模型，利用 X射線的熒光

2、透過特性以及CsI:Tl薄膜的性質，計算出熒光透過率和空間分辨率跟各參數(shù)的關系，并從實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射線光子和可見光光子在薄膜中的傳播特性。得出的結論有：入射X射線光子的能量越低，CsI:Tl薄膜的最佳厚度越??；低能情況下，CsI:Tl薄膜等效厚度在10μm—80μm時，X射線的熒光透過率較高；就實際制備的理想厚度的薄膜來說，連續(xù)性越好、致密度越高，薄膜的熒光透過率越高。

3、　　在工藝上，針對CsI:Tl薄膜的制備進行了相關研究。首先，采用Matlab軟件模擬仿真了工藝參數(shù)對薄膜成核的影響。然后，通過真空蒸發(fā)沉積實驗制備了多組CsI:Tl薄膜，并使用光學金相顯微鏡對薄膜的生長情況和結晶狀態(tài)進行了觀測，并與理論計算結果進行了對比，分析了真空度、襯底溫度、襯底材料、薄膜厚度對CsI:Tl薄膜微結構的影響。得到的結論是，真空度越高，襯底溫度越低，襯底材料為晶體結構，薄膜厚度越薄時，CsI:Tl薄膜的結晶質量越好。