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相比于其它的X射线相衬成像技术,基于光栅的微分干涉相衬成像是最具有广泛应用潜力的技术。发展具有大视场、低成本的成像系统关键器件是该技术实现广泛应用的前提。目前,在关键器件的制作方面,国际上仍以LIGA技术为主。另一方面,目前国际上毫无例外地用金作吸收光栅。这些原因造成了光栅器件的成本过高,不利于该成像技术的发展及推广。 本论文主要致力于X射线微分干涉相衬成像所需的核心器件研制。为制作大面积 X射线吸收光栅,本文提出并发展了微铸造工艺,它具有成本低廉、成品率高、工艺简单的特点。我们在吸收光栅设计的基础上,利用光助电化学刻蚀技术在4和5英寸的n型(100)硅片上制作阵列结构,再通过表面改性技术,使用改进的热干氧氧化法,在高深宽比硅基侧壁表面均匀覆盖一层氧化层,使其与填充金属形成良好的浸润性,便于熔化后的金属在表面张力的作用下顺利进入该结构。鉴于铋具有高的X射线质量吸收系数,又具有低成本及环境友好的特点,我们首次提出并采用铋代替金作为X射线吸收光栅的填充材料。所制作的吸收光栅具有金属填充度高、表面无残留等特点。 接着,本论文还改进了相位光栅的制作结构,在5英寸硅片上制作了面形好、无条带倒伏的相位光栅。利用真空蒸镀工艺,在5英寸的硅片上制作了具有较高分辨率的CsI(Tl)“针柱”状X射线转换屏。另外,本论文针对已初步制作的具有分析光栅功能的 X射线转换屏亮度不高的问题,从两方面进行了改进。其一是填充方式,将原来的横向填充改为纵向填充方式,同时在填充时加入了其它辅助因素以提高荧光材料CsI(Tl)填充度;其二是在结构允许的情况下,增加了刻蚀结构的占空比,相应也提高了填充度,使亮度提高了10%以上。 最后,在成功研制器件的基础上,搭建了一套低成本的 X射线相衬成像系统,并利用两步相移方法获取了一些样品的相衬图像。实验证明,所构建的器件可满足基于光栅的微分干涉相衬成像的要求。