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正电子发射断层成像仪（Positron emission tomography,PET）是目前所有成像模式中最灵敏的医疗成像装备,代表了当前核医学影像技术的最高水平。闪烁晶体探测器模块是PET医疗设备的关键部件,其作用是吸收入射高能射线（如γ射线、X射线等）,并产生可以被后续电路处理的电信号,用于分析获得γ光子的能量、作用位置等信息。随着PET应用范围扩大,探测器需要具有更高的能量分辨率及时间分辨率。在PET系统中,硅酸钇镥（Lutetium-yttrium oxyorthosilicate,LYSO）、锗酸铋（Bismuth germinate,BGO）是常用的探测器闪烁晶体,匹配闪烁晶体发射光谱的反射率能探测器能量分辨率,在出光面的透射率影响一次出光率与出光量,从而影响探测器的时间分辨率。为提升PET系统的时间分辨率与能量分辨率,本论文进行了以下三个方面的研究:1)基于闪烁晶体闪烁特性的高反射膜系设计与镀制;2)基于闪烁晶体闪烁特性的增透膜系设计与镀制;3)基于薄层插入的大角度入射反射率提高方法。本论文针对BGO晶体Chrenkov辐射,设计了20°角入射的80层介质高反膜系,膜系由20层中心波长为340nm的λ/4波长基本反射膜系展宽形成,材料为Ta2O5/SiO2。并进行高反膜系制备,对高反膜系进行性能表征,膜系的反射率、表面质量等性能良好。基于多层介质膜设计原理设计了针对LYSO发射光谱的11层增透膜系,膜层材料为Ta2O5/SiO2/MgF2。依据上述设计结果,进行电子束蒸发方法制备增透膜系,并对增透膜系进行了性能表征,膜系的透过率、表面质量等性能良好。针对探测器大角度入射高反的需求,提出了一种基于薄层插入的大角度入射情况下反射率提高方法,针对空气、光学胶水（n=1.5）两种出射介质,在LYSO晶体与高反膜系之间进行MgF2薄层的插入,探究在不同角度情况下MgF2薄层的厚度对膜系反射率的影响,并确定MgF2薄层的最佳厚度。