大視場X射線微分干涉相襯成像核心器件與系統(tǒng)研究.pdf

1、相比于其它的X射線相襯成像技術(shù),基于光柵的微分干涉相襯成像是最具有廣泛應用潛力的技術(shù)。發(fā)展具有大視場、低成本的成像系統(tǒng)關(guān)鍵器件是該技術(shù)實現(xiàn)廣泛應用的前提。目前,在關(guān)鍵器件的制作方面,國際上仍以LIGA技術(shù)為主。另一方面,目前國際上毫無例外地用金作吸收光柵。這些原因造成了光柵器件的成本過高,不利于該成像技術(shù)的發(fā)展及推廣。
　　本論文主要致力于X射線微分干涉相襯成像所需的核心器件研制。為制作大面積 X射線吸收光柵,本文提出并發(fā)展了微鑄

2、造工藝,它具有成本低廉、成品率高、工藝簡單的特點。我們在吸收光柵設計的基礎上,利用光助電化學刻蝕技術(shù)在4和5英寸的n型(100)硅片上制作陣列結(jié)構(gòu),再通過表面改性技術(shù),使用改進的熱干氧氧化法,在高深寬比硅基側(cè)壁表面均勻覆蓋一層氧化層,使其與填充金屬形成良好的浸潤性,便于熔化后的金屬在表面張力的作用下順利進入該結(jié)構(gòu)。鑒于鉍具有高的X射線質(zhì)量吸收系數(shù),又具有低成本及環(huán)境友好的特點,我們首次提出并采用鉍代替金作為X射線吸收光柵的填充材料。所制

3、作的吸收光柵具有金屬填充度高、表面無殘留等特點。
　　接著,本論文還改進了相位光柵的制作結(jié)構(gòu),在5英寸硅片上制作了面形好、無條帶倒伏的相位光柵。利用真空蒸鍍工藝,在5英寸的硅片上制作了具有較高分辨率的CsI(Tl)“針柱”狀X射線轉(zhuǎn)換屏。另外,本論文針對已初步制作的具有分析光柵功能的 X射線轉(zhuǎn)換屏亮度不高的問題,從兩方面進行了改進。其一是填充方式,將原來的橫向填充改為縱向填充方式,同時在填充時加入了其它輔助因素以提高熒光材料CsI