專利名稱：X射線影像增強(qiáng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是對(duì)X射線影像增強(qiáng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，屬于X射線診斷技術(shù)領(lǐng)域。
X射線影像增強(qiáng)器包括有轉(zhuǎn)換屏、光電陰極、電子光學(xué)聚焦系統(tǒng)和熒光屏等組件。轉(zhuǎn)換屏將入射的X射線轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光，該可見(jiàn)光照射光電陰極發(fā)射出光電子，光電子經(jīng)電子光學(xué)系統(tǒng)聚焦并加速轟擊熒光屏，從而將X射線透視圖像轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光圖像?，F(xiàn)已知的X射線像增強(qiáng)器的結(jié)構(gòu)形式有許多種，從轉(zhuǎn)換系數(shù)、分辨率和對(duì)比度的性能指標(biāo)看，有些難以滿足實(shí)用要求，有此雖然能達(dá)到使用要求，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制作工藝要求嚴(yán)格、成品率低，從而使其成本提高，因此人們開(kāi)始對(duì)提高增強(qiáng)器的綜合性能指標(biāo)著手研究。例如日本專利特開(kāi)昭62-43046，特開(kāi)昭59-121733，歐洲專利92202974.9，美國(guó)專利4712011以及我國(guó)專利93104172.4，這些方案在提高X射線影像增強(qiáng)器的技術(shù)性能和降低生產(chǎn)成本方面，采取了不少措施，有些采取加厚CsI(Na)轉(zhuǎn)換屏厚度，同時(shí)在轉(zhuǎn)換屏CsI(Na)中引入光吸收物質(zhì)，以便在提高轉(zhuǎn)換系數(shù)和改善對(duì)比度的同時(shí)，改善分辨率，由于在CsI(Na)晶體層中無(wú)論以何種方式引入光吸收物質(zhì)都會(huì)降低轉(zhuǎn)換系數(shù)，而且給制造工藝帶來(lái)更多的困難，還有的采用雙層轉(zhuǎn)換屏和復(fù)雜的蒸鍍技術(shù)，這種方式雖然能夠使分辨率得到一定提高，但又使其制造工藝復(fù)雜化、成品率較低、生產(chǎn)周期更長(zhǎng)，而且使用設(shè)備也更多，造成制作成本增加。
本發(fā)明的目的在于提出一種能夠提高轉(zhuǎn)換系數(shù)、改善對(duì)比度、分辨率高的X射線影像增強(qiáng)器，其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作容易、成本低、成品率高的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的解決技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的所設(shè)計(jì)的X射線影像增強(qiáng)器的結(jié)構(gòu)為，在金屬管殼前端設(shè)置有陰極組件，陰極組件前面設(shè)有保護(hù)窗，金屬管殼后端連接有陶瓷管殼，陶瓷管殼的末端設(shè)置有可伐盤(pán)，可伐盤(pán)中設(shè)置帶有保護(hù)玻璃的熒光屏，在整個(gè)殼體內(nèi)設(shè)置有由光電陰極、第一、第二聚焦電極，變倍電極和陽(yáng)極構(gòu)成的電子聚焦系統(tǒng)，其等位面成同心球分布，所述的陰極組件是在球面Al襯底上設(shè)置有CsI(Na)轉(zhuǎn)換屏，在轉(zhuǎn)換屏表面制作光電陰極，本發(fā)明的技術(shù)特征為，在所述CsI(Na)轉(zhuǎn)換屏與光電陰極之間制作有與轉(zhuǎn)換屏CsI(Na)材料相同的蒸鍍表面層，在第一、第二聚焦電極和陽(yáng)極朝向襯底的表面上制作有輕金屬鍍膜層，在陶瓷管殼內(nèi)壁涂刷有二氧化鉻涂層。
本發(fā)明的特征還有，在轉(zhuǎn)換屏制作前，先將Al襯底表面進(jìn)行化學(xué)砂化處理，再進(jìn)行CsI(Na)柱狀晶體生長(zhǎng)，并在晶體層表面蒸鍍一層CsI(Na)表面層形成轉(zhuǎn)換屏，在制作光電陰極前對(duì)表面層進(jìn)行拋光處理，再將光電陰極制作在表面層上。所述的輕金屬鍍膜層可選用鋁、鈹、鈦為材料，其厚度小于500μm。
研究表明，Al襯底的表面態(tài)好壞，不僅影響CsI(Na)轉(zhuǎn)換屏在襯底表面的附著力和增強(qiáng)器輸出圖像的結(jié)構(gòu)噪聲，而且嚴(yán)重影響CsI(Na)晶柱層生長(zhǎng)的質(zhì)量，從而使增強(qiáng)器輸出圖像的分辨率降低，由于本發(fā)明采用先將Al襯底表面進(jìn)行化學(xué)砂化處理，再進(jìn)行CsI(Na)柱狀晶體生長(zhǎng)的方法，使CsI(Na)轉(zhuǎn)換屏具有好的附著力，小的結(jié)構(gòu)噪聲和高質(zhì)量的柱狀晶體。另外在制作光電陰極前，先需對(duì)轉(zhuǎn)換屏表面拋光處理，即使Al襯底具有良好的表面態(tài)，并使用很好的CsI(Na)柱狀晶體生長(zhǎng)工藝，但經(jīng)拋光處理后，CsI(Na)轉(zhuǎn)換屏的對(duì)比轉(zhuǎn)遞特性有嚴(yán)重惡化現(xiàn)象，而本發(fā)明在CsI(Na)柱狀晶體層上再蒸鍍一層CsI(Na)表面層，當(dāng)再對(duì)這一表面層進(jìn)行拋光處理時(shí)，則整個(gè)CsI(Na)轉(zhuǎn)換屏的對(duì)比傳遞特征只有輕度惡化，從而由于未在CsI(Na)中引入光吸收物質(zhì)使該晶體層在厚度為300μm時(shí)可提供高的轉(zhuǎn)換系數(shù)，而且其表面層的設(shè)置使得其分辨率獲得了大幅度的改進(jìn)。本發(fā)明由于用對(duì)光電陰極無(wú)毒害的軟物質(zhì)來(lái)拋光處理CsI(Na)表面層，使其表面光滑而潔凈，為制作光電陰極提供了良好的襯底，從而使制作在CsI(Na)表面的光電陰極具有小的橫向面電阻率，而使電子得以及時(shí)地補(bǔ)充。
透過(guò)CsI(Na)轉(zhuǎn)換屏的X射線投射到增強(qiáng)器的內(nèi)電極上時(shí)，將產(chǎn)生X射線的背向散射，而背向散射的X射線再度照射到CsI(Na)層上時(shí)，將使輸出圖像對(duì)比度變壞。另外CsI(Na)在受到X射線照射后所發(fā)出的可見(jiàn)光透過(guò)光電陰極也照射到增強(qiáng)器內(nèi)電極上，內(nèi)電極所產(chǎn)生的反射光再度照射到光電陰極上也會(huì)使輸出圖像對(duì)比度變壞。根據(jù)理論模擬結(jié)果背向散射的X射線譜分布取決于內(nèi)電極材料的特征譜，例如采用不銹鋼材料做內(nèi)電極，大部分背向散射X射線處于6-7Kev的光譜范圍內(nèi)。本發(fā)明采用在第一聚焦電極，第二聚焦電極、陽(yáng)極上附加制有輕金屬鍍膜層，在陶瓷管殼內(nèi)壁制有二氧化鉻涂層，這樣既可大幅度減小X射線的背向散射，一般可減小50％-70％，又可更多地減小可見(jiàn)光反射，從而較好地解決了以上問(wèn)題，增強(qiáng)了輸出圖像的對(duì)比度。
附

圖1為本發(fā)明所設(shè)計(jì)的X射線影像增強(qiáng)器的結(jié)構(gòu)示意圖，附圖2為圖1中陰極組件的局部放大圖，在圖中，1為金屬管殼(其內(nèi)壁制有第一聚焦電極)，2為陶瓷管殼，3為陰極組件，4為保護(hù)窗，5為第二聚焦電極，6為變倍電極，7為陽(yáng)極，8為帶有保護(hù)玻璃的熒光屏，9為可伐盤(pán)，10為輕金屬鍍膜層，11為二氧化鉻涂層，12為球狀A(yù)l襯底，13為轉(zhuǎn)換屏(CsI(Na)柱狀晶體層)，14為CsI(Na)表面層，15為光電陰極。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所設(shè)計(jì)的X射線影像增強(qiáng)器作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明參見(jiàn)圖1和圖2，所設(shè)計(jì)的X射線影像增強(qiáng)器的結(jié)構(gòu)為在金屬管殼1前端設(shè)置有陰極組件3，陰極組件3前面設(shè)有保護(hù)窗4，金屬管殼1后端連有陶瓷管殼2，陶瓷管殼2的末端設(shè)置有可伐盤(pán)9，可伐盤(pán)9中設(shè)置帶有保護(hù)玻璃的熒光屏8，在整個(gè)殼體內(nèi)設(shè)置有由光電陰極3，第一、第二聚焦電極1、5，變倍電極6和陽(yáng)極7組成的電子聚焦系統(tǒng)，其等位面成同心球分布，所述的陰極組件是在球面Al襯底12上設(shè)置CsI(Na)轉(zhuǎn)換屏13，在轉(zhuǎn)換屏13CsI(Na)柱狀晶體層表面制作有CsI(Na)蒸鍍表面層14，并將表面層用脫脂紗布進(jìn)行拋光處理，再在其上制作光電陰極15，而且在第一聚焦電極1，第二聚焦電極5和陽(yáng)極7朝向襯底12的表面制有輕金屬鍍膜層10，在陶瓷管殼2內(nèi)壁涂刷有二氧化鉻涂層11。
在制作時(shí)，先將Al襯底12表面進(jìn)行化學(xué)砂化處理再進(jìn)行CsI(Na)柱狀晶體生長(zhǎng)，此技術(shù)為已有技術(shù)，是本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠完成的，所以不再贅述。另外上述的輕金屬鍍膜層可選用鋁、或鈹、或鈦為材料，厚度小于500μm。
按本發(fā)明所制作的X射線影像增強(qiáng)器的樣機(jī)進(jìn)行測(cè)試，其轉(zhuǎn)換系數(shù)優(yōu)于250Nt/mR/s，分辨率可達(dá)50Lp/cm，對(duì)比度為301，邊緣畸變小于3％，變倍范圍在0.1～0.2之間。
綜上所述，由于采用了以上措施，使本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作容易、成品率增高、而且造價(jià)大大降低。
權(quán)利要求
1.一種X射線影像增強(qiáng)器，是在金屬管殼(1)前端設(shè)置有陰極組件(3)，陰極組件(3)前面設(shè)置有保護(hù)窗(4)，金屬管殼(1)后端連有陶瓷管殼(2)，陶瓷管殼(2)的末端設(shè)置有可伐盤(pán)(9)，可伐盤(pán)(9)中設(shè)置帶有保護(hù)玻璃的熒光屏(8)，在整個(gè)殼體內(nèi)設(shè)置有由光電陰極(15)、第一聚焦電極(1)、第二聚焦電極(5)、變倍電極(6)和陽(yáng)極(7)構(gòu)成的電子聚焦系統(tǒng)，其等位面成同心球分布，所述的陰極組件(3)是在球面Al襯底(12)上設(shè)置有CsI(Na)轉(zhuǎn)換屏(13)，在轉(zhuǎn)換屏(13)表面制作有光電陰極，其特征在于所述的CsI(Na)轉(zhuǎn)換屏(13)與光電陰極(15)之間制有與轉(zhuǎn)換屏(13)CsI(Na)材料相同的蒸鍍表面層(14)，在第一聚焦電極(1)、第二聚焦電極(5)和陽(yáng)極(7)朝向襯底(12)的表面制作有輕金屬鍍膜層(10)，在陶瓷管殼(2)內(nèi)壁涂刷有二氧化鉻涂層(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線影像增強(qiáng)器，其特征在于，在轉(zhuǎn)換屏(13)制作前，先將Al襯底(12)表面進(jìn)行化學(xué)砂化處理，在進(jìn)行CsI(Na)柱狀晶體生長(zhǎng)，并在CsI(Na)晶體層表面蒸鍍CsI(Na)表面層(14)形成轉(zhuǎn)換屏(13)，在制作光電陰極(15)前對(duì)表面層(14)進(jìn)行拋光處理，再將光電陰極(15)制作于表面層(14)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線影像增強(qiáng)器，其特征在于，所述的輕金屬鍍膜層(10)可選用鋁、鈹、鈦為材料，其厚度小于500μm。
全文摘要
一種X射線影像增強(qiáng)器，屬于X射線診斷技術(shù)領(lǐng)域，它是在轉(zhuǎn)換屏表面制有相同材料的表面層，拋光處理后將光電陰極制于其上，在管殼內(nèi)的聚焦電極和陽(yáng)極朝向襯底的表面制有輕金屬鍍膜，并在陶瓷管殼內(nèi)壁制有二氧化鉻涂層。本發(fā)明能提高轉(zhuǎn)換系數(shù)、對(duì)比度及分辨率，有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作容易、成本低、成品率高的優(yōu)點(diǎn)，使增強(qiáng)器的綜合性能指標(biāo)得到改善，適用于各種X射線診斷儀，應(yīng)用在無(wú)損檢測(cè)、工業(yè)、醫(yī)療、海關(guān)、公安等方面。
文檔編號(hào)H01J31/50GK1167604SQ97108608
公開(kāi)日1997年12月17日 申請(qǐng)日期1997年6月28日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月28日
發(fā)明者朱憨笨, 王云程, 楊勤勞, 張煥文, 郭寶平, 郭金川 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所