用于射线摄影的栅格、射线图像检测器、射线成像系统以及用于制备栅格的方法技术方案

本发明专利技术提供用于射线摄影的栅格、射线图像检测器、射线成像系统以及用于制备栅格的方法。多线图案中的周期性电极形成于非线性单晶基板的第一表面上。将非线性单晶基板放在真空室中，并且用加热器加热。之后，将高电压施加至非线性单晶基板。从而，非线性单晶基板的自发极化方向在面向周期性电极的部分中反转，所述部分称作反转部分。在将非线性单晶基板结合至支持基板之后，仅将非线性单晶基板的未反转部分通过湿蚀刻移除，并且将带有高纵横比的沟留在保留下的反转部分之间。将该沟用X射线吸收材料如金填充。填充有金的沟组成栅格的X射线吸收部分，同时反转部分构成X射线透过部分。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于射线摄影的栅格、栅格的制备方法、射线图像检测器和使用该栅格的射线成像系统。
技术介绍
当射线，例如，X射线入射到物体上时，由于X射线与物体之间的相互作用，X射线的强度和相位发生变化。此时，X射线的相位变化大于强度变化。利用X射线的这些性质， 开发并且积极地研究了 X射线相位成像，以使得能够基于由样品引起的X射线的相位变化 (角度变化)，获得具有低X射线吸收性的样品的高反差图像(在下文中称作相衬图像)。已经提出了用于使用塔尔博特(Talbot)效应进行X射线相位成像的X射线成像系统，它被制造成具有两个透射衍射光栅或栅格(例如，参看日本专利公开号2006-259264 和应用物理通讯(Applied Physics Letters)第81卷,第17期,第3287页,作者C. David 等，2002年10月)。在该X射线成像系统中，当从X射线源一侧看时，将第一栅格设置于样品后面，并且将第二栅格设置于与第一栅格相距塔尔博特距离的下游处。在第二栅格后面， 设置X射线图像检测器(平板检测器FPD)以检测X射线并且制造图像。作为条纹图案的一维栅格的第一和第二栅格的每一个具有X射线吸收部分和X射线透过部分，它们在第一方向延伸并且交替地排列在与第一方向垂直的第二方向上。塔尔博特距离是指透过第一栅格的X射线通过塔尔博特效应形成第一栅格的自成像(条纹图像)之处的距离。在以上X射线成像系统中，由第二栅格在第一栅格的自成像上的叠加(强度调制) 产生的条纹图像，通过条纹扫描方法检测，以便从归因于样品的条纹图像上的变化获得样品的相位信息。在条纹扫描方法中，只要第二栅格相对于第一栅格在第二方向以栅格间距的整分数的扫描间距平移移动，X射线图像检测器捕捉图像。从图像的每一个像素值的变化，获得由样品折射的X射线的角度分布，换言之，获得相位位移的微分图像。基于该角度分布，获得样品的相衬图像。也可以将条纹扫描方法应用至使用激光的成像系统(例如，参见应用光学(Applied Optics)第 37 卷,第 26 期,第 6227 页,作者 Hector Canabal 等，1998 年9月)。第一和第二栅格具有微细结构以使得X射线吸收部分的宽度和排列间距为数微米。同样，第一和第二栅格的X射线吸收部分需要高X射线吸收率。尤其是，第二栅格需要比第一栅格的X射线吸收率更高的X射线吸收率，以便可靠地施加强度调制给条纹图像。由于这些原因，第一和第二栅格的X射线吸收部分由具有高原子量的金(Au)制成。此外，第二栅格的X射线吸收部分在X射线传播方向上需要相对大的厚度，即，所谓的高纵横比(X 射线吸收部分的厚度除以其宽度得到的值)。日本专利公开号2006-259264公开了第二栅格的制备方法，其中通过X射线平版印刷术(例如，LIGA方法)在设置在基板上的感光树脂层中形成沟，并且将X射线吸收材料如Au通过电镀等充填沟中。也已知其中在硅等的基板中通过干法蚀刻形成沟，并且将X射线吸收材料如Au充填沟中的方法。按照惯例，提出了一种用于制备微细周期结构体的方法，其中通过电晕充电对非线性单晶进行极化反转(例如，参考日本专利公开号2002-334977和应用物理通讯 (Applied Physics Letters)第 69 卷,第 18 期,第 2629 页，1996, A. Harada 等著)。通过电晕充电沿带有非常高正交性的非线性单晶的晶轴进行极化反转，并且因此其促进高纵横比周期性结构体的产生。在X射线平版印刷术中，必须将感光树脂层暴露至带有高方向性的同步射线。然而，很少的设备可以进行同步射线曝光，并且曝光花费长时间并且带来低产量。同样，使用干法蚀刻的方法需要高成本并带来低产量。如与使用同步射线和干法蚀刻的LIGA方法比较，如上所述的极化反转在低成本下带来高产量。因此，可以预见通过极化反转形成栅格将是非常有益的。然而，日本专利公开号 2002-334977 和应用物理通讯(Applied Physics Letters)第 69 卷，第 18 期，第 2629 页都没有公开用于制备栅格的具体方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种通过非线性单晶的极化反转制备的栅格(grid)。为达到本专利技术的以上和其他目的，根据本专利技术的用于射线摄影的栅格包含由非线性单晶制成的多个射线透过(transparent)部分，以及与射线透过部分交替排列的多个射线吸收部分。所述射线透过部分可以掺杂有荧光体，并且在施加射线时发射光。射线透过部分和射线吸收部分可以是倾斜的，以使得从栅格后入射的射线会在射线的焦点上。优选的是射线吸收部分和射线透过部分在第一方向上延伸，并且在正交于第一方向的第二方向上交替地排列。根据本专利技术的射线图像检测器包含栅格和光检测器。该栅格包含多个射线透过部分和多个射线吸收部分。射线透过部分由掺杂有荧光体的非线性单晶制成以在施加射线时发射光。光检测器检测从栅格射出的光。射线图像检测器还可以包含用于使栅格在射线吸收部分和射线透过部分的排列方向上以预定间距移动的扫描装置。根据本专利技术的射线成像系统包含用于发射射线的射线源、第一栅格、强度调制装置、射线图像检测器和计算装置。第一栅格使来自射线源的射线通过以形成第一周期性图案图像。该第一栅格包含交替排列的第一射线透过部分和第一射线吸收部分。第一射线透过部分由非线性单晶制成。强度调制装置在至少一个与第一周期性图案图像异相的相对位置对第一周期性图案图像施加强度调制，以形成第二周期性图案图像。射线图像检测器检测第二周期性图案图像。计算装置基于由射线图像检测器检测的第二周期性图案图像将射线的相位信息成像。强度调制装置可以包含第二栅格和扫描装置。第二栅格具有交替排列的第二射线透过部分和第二射线吸收部分。第二射线透过部分由非线性单晶制成。扫描装置将第一和第二栅格中的一个在栅格结构的周期性方向上以预定间距移动以将第一和第二栅格设定在相对位置上。射线成像系统还可以包含设置在射线源与第一栅格之间的第三栅格。第三栅格部分地遮挡由射线源发出的射线以形成许多线光源。第三栅格包含交替排列的第三射线透过部分和第三射线吸收部分。第三射线透过部分由非线性单晶制成。射线图像检测器可以包含第二栅格和光检测器。第二栅格具有第二射线透过部分和第二射线吸收部分。第二射线透过部分由掺杂有荧光体的非线性单晶制成并在施加射线时发射光。光检测器检测由第二栅格发射的光。强度调制装置是用于使第二栅格在第二吸收部分和第二透过部分的排列方向上以预定间距移动的扫描装置。用于制造用于射线摄影的栅格的方法包括以下步骤将多个第一电极形成在经过极化(polling)处理后的非线性单晶基板的第一表面上；将电压从与第一表面相反的第二表面侧施加至非线性单晶基板，以将非线性单晶基板的面向第一电极的部分的极化方向反转；蚀刻非线性单晶基板，并通过利用在未反转部分与反转部分之间的蚀刻速率的差别，移除其中没有发生极性反转的未反转部分，同时保留已发生极性反转的反转部分；以及将射线吸收材料充填至移除未反转部分之后留下的空间中。该方法可以还包括用荧光体掺杂反转部分的步骤。此外，该方法可以还包括以不同于第一电极周期性的周期性在非线性单晶基板的第二表面上形成第二电极的步骤。在这种情况下，将电压施加至本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金子泰久，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：