本发明专利技术涉及具有提高的亮度的Ｘ射线荧光屏及其方法。根据本发明专利技术的Ｘ射线荧光屏包括具有相对的第一面和第二面的第一层，所述第一层包括均匀分布在所述第一层中的荧光材料，所述第一面包括由多个向内凹的微镜单元构成的微镜阵列。通过采用本发明专利技术，可以使用现有的荧光材料，制造出一种亮度更高、散射光线较少、成本较低的荧光屏。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术总地涉及一种由荧光材料薄层构成的荧光屏，特别涉及一种受x射线激发产生荧光图像的荧光屏。
技术介绍
目前，公知的受X射线激发产生荧光图像的荧光屏分为两类。 第一类是把荧光材料和透明树脂混合后附着在基材上形成的一种发光屏，有时也称增感屏，如美国柯达公司的增感屏。其中荧光材料为粒径细小的粉末，与透明树脂均匀混合后以薄层方式附着在基材表面，经X射线激发后荧光材料发光，利用荧光层内各点激发强度的差异导致发光强度不同，进而形成一幅明暗对比的荧光图像。由于此类荧光层透光率有限，处于光输出底层的荧光粉发出的光难以有效射出，故此类荧光屏的荧光层厚度很有限，对激发能量的截获率较低，发光亮度亦较低，几十年来提高此类荧光屏的亮度基本上依赖于专利技术更好的荧光材料。另外，荧光层内细小的发光颗粒无序排列，荧光屏输出光线指向性很差，用接收装置感应荧光屏产生的图像时，偏离正面的散射光线不仅被白白浪费，而且会降低图像的分辨率和对比度。 第二类是把荧光材料做成细至几微米、长至数百微米的透明晶体细柱，把大量的这种透明晶体细柱相互平行、紧密地排列在一起，形成一种类似光纤板的荧光屏，如日本滨松光电的掺铊碘化铯屏。组成这类荧光屏的每一根透明晶体细柱构成了一个发光单元，利用每个发光单元激发强度的差异导致发光强度不同，进而形成一幅明暗对比的荧光图像。因透明晶体细柱的透光率较高，在一定的晶柱长度范围内，晶柱内各质点受激后发出的光多数能顺利射出，从而可以使用适当增加晶柱长度、即适当增加荧光层厚度的方法提高对激发能量的截获率，进而提高荧光屏亮度。目前，在同等激发条件下，此类荧光屏的亮度明显高于第一类荧光屏。但第二类荧光屏生产工艺苛刻，生产成本很高；对荧光材料适用性差，不能使用无法制成透明晶体细柱，但转换效率更高的荧光材料；输出光线的指向性也较差，散射光线不仅浪费，而且降低图像分辨率和对比度的问题仍然存在。 因此，需要这样的一种X射线荧光屏，其制造工艺相对简单、成本较低，并且能够以现有的荧光材料提供更高的亮度、更好的图像分辨率和对比度。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的问题和不足，本专利技术旨在提供一种亮度更高、散射光线较少、成本较低、能适用绝大多数荧光材料的荧光屏。 根据本专利技术的一个方面，提供了一种X射线荧光屏，所述X射线荧光屏包括具有相对的第一面和第二面的第一层，所述第一层包括均匀分布在所述第一层中的荧光材料，所述第一面包括由多个向内凹的微镜单元构成的微镜阵列。根据本专利技术的实施方案，所述微镜单元选自由倒多棱锥、倒圆锥、凹球面和凹抛物面及其组合组成的组，其中每个微镜单元的俯视面积应小于要描述图像的像素的面积。特别地并且优选地，所述微镜单元为45°倒四棱锥，并且所述45°倒四棱锥的底边长度为约20至约200微米，所述第一层的厚度为约50至约500微米。 根据本专利技术所述的X射线荧光屏还包括结合到所述第二面的反射层，反射层的作用是把射向荧光屏背面的光反射回正面，增加荧光屏正面的亮度。以及结合到所述反射层的基层，用于支撑脆弱的荧光材料薄层。 根据本专利技术的实施方案，所述第一面上的微镜单元内的每一点在工作时既发射光线也反射光线。所述微镜阵列的多个微镜单元可以是俯视面积大小相等且整齐排列的。在更多的实施方案中，所述微镜阵列的多个微镜单元也可以是俯视面积大小略有差别且按各种规律排列的。特别地并且优选地，所述微镜阵列表面在荧光屏受激发光波长范围内反射率较高。 更具体地，在一个优选的实施方案中，把荧光材料和透明树脂均匀混合的荧光薄层表面做成一个个向内凹陷的、尺寸微小的45。倒四棱锥，45°倒四棱锥的底面为正方形，45°倒四棱锥的每个倾斜面与底面约45。相交，每个45。倒四棱锥构成一个相对独立的光输出单元，在荧光薄层表面沿纵横两个方向紧密布满这种微棱镜发光单元，形成一个微棱镜发光矩阵。 按本专利技术所提供的方法制成的微镜矩阵式荧光屏受激发后输出的光为直射光与表面反射光之和。本专利技术使用的荧光层内部结构与第一类荧光屏近似，直射光部分类似现有的第一类荧光屏，因第一类荧光屏输出指向性不强，屏正面法线方向的发光亮度和与法线成45°角方向的发光亮度近似，故微镜矩阵式荧光屏与第一类荧光屏在荧光层材质和平均厚度相同、同等激发条件下正面直射发光亮度大约相等。从微镜表面任一点发出的光总会有一部份被处于同一微镜单元的很多点反射向屏正面法线及其邻近方向，反射向整个荧光屏面的法线及其邻近方向的光线总量在微棱镜表面反射率较高时会大于直射光部份，故微镜矩阵式荧光屏在同等条件下正面的发光亮度比现有的第一类荧光屏高一倍以上。 虽然现有的第二类荧光屏比第一类荧光屏亮度高，但本专利技术提供的微镜矩阵式荧光屏在直射发光亮度低于第二类荧光屏的情况下，靠微镜结构的凹入表面反射光，加上使用因不能制成透明规则晶体而导致第二类荧光屏无法使用的、能量转换效率更高的荧光材料，实现了在整个荧光屏面的法线及其邻近方向发光亮度高于第二类荧光屏的目的。而且根据本专利技术的微镜矩阵式荧光屏采用过程相对简单，生产效率、成品率均较高的微复制工艺，代替了第二类荧光屏采用的高难的针状晶体屏生长工艺，有生产成本低的优势。 本专利技术的有益效果是，使用现有的荧光材料，制造出一种亮度更高、散射光线较少、成本较低的荧光屏。附图说明 为了理解实现本专利技术实施方案的方式，通过参考所附的附图，将给出上面简述的本专利技术各种不同实施方案更加具体的描述。应该理解这些附图描绘的仅仅是本专利技术典型的实施方案，这些实施方案不一定是按比例绘制的，并因此不能认为是对本专利技术范围的限制，通过使用附图，将以额外的特征以及细节描述和解释本专利技术的实施方案，其中 图1是根据本专利技术一个实施方案的X射线荧光屏的棱镜矩阵的示意图。图2是根据本专利技术另一个实施方案的荧光屏的剖视图。 图3是根据本专利技术一个实施方案的棱镜单元的俯视图。 图4是图3的剖视图，具体地图示根据本专利技术的一个实施方案的棱镜单元内的直射光和反射光。具体实施例方式下面的描述和附图示出了本专利技术的详细实施方案，足以使本领域技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构、过程和其他改变。 一些实施方案的部分和特征可以被包括在其他实施方案的部分和特征中，或者可以被其他实施方案的部分和特征所替换。本专利技术的实施方案的范围涵盖权利要求书的范围，以及这些权利要求所有的可用的等同物。在这里，用术语"专利技术"来表示本专利技术的这些实施方案的个别或全体，仅仅是为了方便，而非意图要自动地将本应用的范围限制到任何个别的专利技术或专利技术性的概念(如果事实上公开了多于一个的专利技术)。 在描述本方法、系统和材料之前，要理解本公开不限于所描述的特定方法、系统和材料，因为这些可以改变。还要理解，在本描述中使用的术语仅用于描述特定版本或实施方案的目的，而不打算限制范围。 首先参照图1，图1为根据本专利技术一个实施方案的X射线荧光屏100的微镜矩阵101的示意图。如图1所示，根据本专利技术的X射线荧光屏100的表面包括多个微镜102组成的阵列101，每个微镜102构成一个相对独立的光输出单元。关于每个微镜的结构及其具体原理将在后面参照图3和4进行具体的描述。在荧光屏100表面沿纵横两个方向紧密布满这种微镜光输出单元，从而形成一个微镜发光矩阵。 在一个实施方案中，可以将荧光材料和透明树脂均匀混合来构成本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Ｘ射线荧光屏，包括：具有相对的第一面和第二面的第一层，所述第一层包括均匀分布在所述第一层中的荧光材料，所述第一面包括由多个向内凹的微镜单元构成的微镜阵列。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈醉，
申请(专利权)人：李腾，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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