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基于像素化X射线转换屏和2×2光锥阵列的
发布日期:2018年06月06日  编辑:孙妮字体:||  打印阅读:511次

成果简介

    数字X射线探测器是以DRCT为代表的数字X射线成像设备的核心器件,在医学成像、无损检测和科学研究等领域有着广泛应用。高分辨率数字X射线探测器更是当前国际数字X射线成像技术研究的重点和难点。本成果以大面积像素化X射线转换屏、2×2光锥阵列和4CMOS芯片为主体,实现了一台高分辨率数字X射线探测器。

数字X射线探测器的主要特点如下:

1、像素化X射线转换屏将X射线激发的荧光限制在彼此分离的深孔内,能有效抑制荧光的侧向散射和串扰,空间分辨率测试达到15lp/mm其制作方法是,用光助电化学刻蚀法在5英寸硅片上制作高深宽比的硅基深孔阵列,然后对深孔内壁进行高温氧化形成均匀的全反射层,最后在深孔中填充CsI:Tl荧光材料,并完成密闭封装

2X射线转换屏与CMOS芯片之间采用2×2光锥阵列进行耦合,以压缩探测器体积,减少光能损失,并大幅消除图形畸变。为实现任意一路芯片可单独调节和拆卸维护,在光锥阵列与4CMOS芯片之间放弃了传统的胶粘方式,设计了一套可五维调节的弹性耦合装置。

3、针对探测器的结构特点,开发了基于4CMOS芯片的同步数据采集系统。完成了从硬件电路板、FPGA代码到ARMPC机软件的全过程,实现了包括拍照参数设置、CMOS芯片驱动、DDR2 SDRAM数据缓存、以太网数据传输、图像数据处理等在内的各项功能。

以上成果均为本项目组独立研发,拥有完全知识产权。

技术创新

1、使用大面积像素化X射线转换屏,以实现高分辨率X射线成像;并且将低成本且有效的光助电化学刻蚀法应用于其中关键组件(大面积硅基深孔阵列)的制作。

2、在2×2光锥阵列与CMOS芯片之间,采用弹性结构的可拆卸光锥耦合方式,便于各组件的调整维护。

专利情况

1、赵志刚,牛憨笨,郭金川光助电化学刻蚀装置专利号:ZL200910105069.X(已获授权)

22×2光锥阵列与CCD/CMOS芯片可拆卸耦合装置(正在申请)

市场前景及应用领域

    数字X射线探测器是以DRCT为代表的数字X射线成像设备的核心器件,在医学成像、无损检测和科学研究等领域有着广泛应用。中国作为一个新兴的医学和工业影像设备市场,对数字X射线成像设备的需求量巨大。

但是,目前我国的DR等市场几乎被西门子、飞利浦和通用电器等几家国外大的医疗设备供应商所垄断。科学研究用的高分辨率数字X射线探测器,更是依赖从仙童(Fairchild)和达尔萨(Dalsa)等少数几家国外公司进口。

开展数字X射线探测器技术的研究,不仅是打破垄断,实现DR等大型设备国产化的必由之路,也是解决高端科研设备进口困难问题的需要。

合作方式

合作开发