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基于CsI:Tl的X射线探测器,作为在X射线图像探测领域应用最为广泛的探测器,因其制作成本低廉、光探测性能优秀等特点,使得其在众多研究领域中倍受青睐。随着CsI:Tl集成薄膜的成功制备,CsI:Tl薄膜的光转换性能,及其与光电探测器件的耦合性研究,更是成为提升探测器成像质量的关键。本文通过建模仿真的手段,对CsI:Tl柱状集成薄膜,研究了其光电传输特性,并对比了在不同的传输射线探测系统下,相应探测系统的光转换性能之间的差异。同时,针对直接耦合集成系统的CCD读出系统,进行了控制软件的编写工作。相关工作如下:首先建立了CsI:Tl的多层传输模型,并根据实验数据作为基础,对模型中的部分参数进行了合理的设置,进而研究了集成的CsI:Tl柱状薄膜的光转换特性。研究结果发现,随着集成的晶体薄膜厚度的增加,材料中的光子激发系数及荧光光子的输出率也逐渐增大。同时,以28kVp的Mo/Mo软组织射线源的相关参数为数据依据,得到了CsI:Tl薄膜在不同的厚度情况下的空间频率分布情况,并发现随着厚度的增加,CsI:Tl的空间分辨率在变坏。另外随着能量注入的增加,材料的光转换性能也在提升。通过对比分析了光学透镜耦合、光纤光锥耦合、直接耦合探测系统的结构与性能。用Monte Carlo统计方法对三个系统进行了模拟分析。结果发现,在光学透镜系统中,系统的探测质量随着透镜焦点与入射面之间的距离t的变大而变坏。同样,经过光纤光锥系统的模拟结果也发现,随着光探测器与荧光光子的出射面之间的距离变大,成像质量也在随之下降。因而直接集成耦合的系统从设计上便已经具有优势。从对直接耦合的探测系统的模拟结果来看,其系统的主要探测噪声来源,为CCD中的散射电子。对可用于直接耦合系统的BFLY-PGE-09S2M-C相机进行了控制软件的编写工作。实现了对相机进行触发控制,实时测量、自动曝光、本地保存等功能。实际测量过程中,运行良好。