基本信息
- 项目名称：
- X射线ICCD图像传感器的研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本文主要利用光锥的无畸变传输特性，将它作为光学中继元件，把X射线像增强器与CCD相机连结起来作为射线透射信息的载体，即把X射线像增强器光纤面板荧光屏输出的增强图像耦合CCD上，实现数字化，开发出X射线ICCD图像传感器。
- 详细介绍：
- 目前，国内外都已经开发研制成了平板式的X射线像增强器。利用碘化铯荧光粉将X 射线转换成电子,随后的电子倍增元件将电子加速,通过微通道板转换为可见光，于其后面的荧光屏近贴成像，这就是目前国内某些厂家所生产的便携式X光机。 这种便携式X光机是直视型的,不能输出视频信号,不能直接与计算机连接进行定量测量和分析。随着数字化技术的进一步推广和普及，克服这些缺点，就必须对这种便携式X光机引入数字化技术。引入数字化技术目前有两种方案：(1)通过光学透镜,将X射线像增强器荧光屏图像耦合到CCD上。(2)缩小倍率型像增强器与CCD芯片直接耦合。第一种方案由于采用光学透镜，成像系统的体积、重量较大，不利于系统小型轻量化，并且光能损失较大,最后图像的信噪比也明显降低。第二种方案使用了缩小倍率型像增强器，但是缩小倍率型像增强器技术难度大，成本高，不便于推广。
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撰写目的和基本思路
- 目前，国内外都已经开发研制成了平板式的X射线像增强器。利用碘化铯荧光粉将X 射线转换成电子,随后的电子倍增元件将电子加速,通过微通道板转换为可见光，于其后面的荧光屏近贴成像，这就是目前国内某些厂家所生产的便携式X光机。 这种便携式X光机是直视型的,不能输出视频信号,不能直接与计算机连接进行定量测量和分析。随着数字化技术的进一步推广和普及，克服这些缺点，就必须对这种便携式X光机引入数字化技术。
科学性、先进性及独特之处
- 本论文利用光锥的无畸变传输特性，将它作为光学中继元件，把X射线像增强器与CCD相机连结起来作为射线透射信息的载体，即把X射线像增强器光纤面板荧光屏输出的增强图像耦合CCD上，实现数字化，开发出X射线ICCD图像传感器。相比于前两种方案，具有光能损失小，图像的信噪比大，体积小，重量轻，携带方便等优点。
应用价值和现实意义
- 本文研究的X射线ICCD图像传感器是利用光锥的无畸变传输特性，将X射线像增强器、光锥、CCD组成的整个耦合器件，它具有光能损失小，图像的信噪比较大，分辨率高的特点。该图像传感器的空间分辨力能够达到3.5lp/mm，价格低廉，携带方便对人手的透视成像效果比较好，能够满足小部件的无损检测和医学成像的要求。
学术论文摘要
- X射线ICCD图像传感器是利用光锥的无畸变传输特性，将X射线像增强器、光锥、CCD三个离散器件耦合成整个器件。本文实验分析了不同耦合介质对光锥与CCD耦合器件分辨率的影响，详细探讨了光锥与CCD的耦合工艺，给出了耦合过程中的关键技术。对人手的X射线透视结果表明，该图像传感器成像效果好，能够满足小幅面的医学成像和无损检测的要求。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 本文属于独创性论文，国内研究较少，理论分析充分，结论准确，具有较高的应用价值。
参考文献
- [1].Beal G, Boucharlat G, Cappechi F. 512 ×512 CCD visible imager with a fiber-optic faceplate[A] .SPIE Solid State ImagingArrays[C]. 1985,570.20-26 2].Roehrig H , Ovitt T W, Dallas W J , et al. Development of a high resolution X-ray imaging device for use in coronary angiography[A].SPIE Medical Imaging[C].1987, 767.144-153 3].Burger R J ,Greenberg D A. Fiber array optics for electronic imaging[A].SPIE Electron Image Tubes and Image Intensifiers Ⅱ[C].1991 , 1449.174-185 [4].Padmore Howard A. Probing the dispersive and spatial properties of planar photonic crystal waveguide modes via highly efficient coupling from optical.fiber tapers[J] .Appl. Phys. Lett. 2004, (85)1:4-6 [5].Kapany N.S.Fiber optics, principles and applications.New York, Academic Press, 1967. 22-24
同类课题研究水平概述
- 目前，国内外的x光机发展较为成熟，但都是直观型的，不能对成像结果做定量分析。引入数字化成像主流方法都是采用通过光学透镜,将X射线像增强器荧光屏图像耦合到CCD上以及缩小倍率型像增强器与CCD芯片直接耦合两种方法。对于采用光锥耦合方法，从国内外期刊上来看，都是理论分析，未见到实物，也未有相关的结果分析。
