[发明专利]一种气体X射线像增强器

说明书

一种气体X射线像增强器，包括：读出阳极板(1)；微网电极结构(2)，由n层微网电极(21)通过支撑结构(3)级联而成，该支撑结构(3)固定在读出阳极板(1)上，其中，支撑结构(3)位于微网电极结构(2)的两端，微网电极(21)之间及微网电极(21)与读出阳极板(1)之间形成气体雪崩放大区，n为大于等于2的整数；入射窗(4)，其形成于微网电极结构(2)上方，通过外壳(6)与读出阳极板(1)相连，将微网电极结构(2)及所述支撑结构(3)密封；漂移阴极(5)，其形成于入射窗(4)的内表面；其中，密封结构内部填充有用于电子漂移和雪崩倍增的工作气体。该器件光强度的放大倍数及对X射线的转换效率高，且结构简单。

技术领域

本发明涉及微结构气体探测器及X射线成像技术领域，尤其涉及一种气体X射线像增强器。

背景技术

X射线像增强器(XRII)是基于X射线成像设备的重要组件，它能够将X射线转换为可见光，使其强度提高数倍，远远高于仅用荧光屏的转换。XRII通常包含低吸收和散射的输入窗口(通常是铝或铍)、用于X射线转换的荧光晶体、光电阴极、电子聚焦结构以及输出荧光屏和输出窗口。该种场聚焦型结构的XRII，由于聚焦电场的存在，会引起的图像畸变。为了解决这一问题，微通道板(MCP)技术应运而生。但是，受限于现有的MCP工艺技术，MCP的尺寸仍然较小，价格相对比较昂贵。而且，MCP电子雪崩过程中，倍增电子会电离真空管中的微量残余气体，产生正离子，这些离子在电场作用下回流，将对光电阴极造成损伤，降低其使用寿命。另外，因荧光屏的使用仍不可避免，XRII整体构造并没有得到有效的简化。

为了克服上述问题，技术人员提出一种气体X射线图像增强器(GXRII)。现有的GXRII采用孔型气体电子倍增器(GEM或THGEM)级联或者单层Micromegas探测器作为电子倍增和发光结构。虽然器件总的光强度放大很高，但是产生的荧光没有方向性，导致能够到达后端图像采集模块的有效光强度仍然有限。在GEM级联方案中，电致发光的光收集平面在最后一层GEM的下表面，仅有孔里能产生荧光，而其它区域将构成成像的本底图像，且无法去除，同样，Micromegas的微网支撑结构的位置也无法产生荧光，在输出图像中形成死区。另外，气体环境的X射线转换效率会低于固体荧光晶体的转换，而增加转换气体厚度、压强的方法对这一问题的改善有限

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对于上述技术问题，本发明提出一种气体X射线图像增强器，用于至少部分结局上述技术问题。

(二)技术方案

本发明提出一种X射线像增强器，包括：读出阳极板1；微网电极结构2，由n层微网电极21通过支撑结构3级联而成，上述支撑结构3固定在上述读出阳极板1上，其中，上述支撑结构3位于上述微网电极结构2的两端，上述微网电极21之间及上述微网电极21与上述读出阳极板1之间形成气体雪崩放大区，n为大于等于2的整数；入射窗4，其形成于上述微网电极结构2上方，通过外壳6与上述读出阳极板1相连，将上述微网电极结构2及上述支撑结构3密封；漂移阴极5，其形成于上述入射窗4的内表面；其中，上述密封结构内部填充有用于电子漂移和雪崩倍增的工作气体。

可选地，上述微网电极21表面施加有大于25N/cm的张力。

可选地，上述工作气体为惰性气体与负电性气体的混合气体。

可选地，上述微网电极21的光学透过率为30％-60％。

可选地，上述微网电极21的厚度为10-40微米，上述雪崩放大区的间距为50-500微米。

可选地，上一层微网电极21的微孔与其下一层微网电极21的微孔错位。

可选地，远离上述读出阳极板1的气体雪崩放大区的间距大于靠近上述读出阳极板1的气体雪崩放大区的间距；其中，上述微网电极21与上述读出阳极板1之间形成气体雪崩放大区的间距为50-150微米；其它气体雪崩放大区的间距为300-500微米。