Вынужденная люминесценция
Рассмотренные выше приемники можно разделить на две группы: приемники, непосредственно передающие изображения на внешнее устройство отображения, и приемники, способные запоминать изображения.
Ко второй категории относится описываемый ниже люминофор с вынужденной люминесценцией, разработанный компанией “Fuji Photo Film” и имеющий большие перспективы при регистрации цифровых изображений.Приемник изображения представляет собой гибкую пластину, покрытую люминофором с вынужденной люминесценцией, способным хранить поглощенную энергию падающего рентгеновского кванта в квазиустойчивом состоянии, а также излучать эту энергию в виде фотонов при облучении светом видимого или инфракрасного диапазона.
Люминофор должен иметь высокий коэффициент поглощения рентгеновского излучения, а также большую световую отдачу на единицу поглощенной энергии. Длина волны излучаемого света должна соответствовать спектральной характеристике фотоэлектронного умножителя, а для быстрого считывания изображения постоянная времени люминофора должна быть менее 10 мкс. Хорошо удовлетворяет этим требованиям фторид бария, активированный европием, который является основой для выпускаемых промышленностью приемников с вынужденной люминесценцией.
Рис. 2.25 иллюстрирует метод считывания изображения с пластины. Слой люминофора сканируется лазерным пучком с помощью колеблющегося зеркала, образуя строки. После каждого прохода лазерного пучка пластина продвигается вперед, так что полное изображение преобразуется в растровое.
Лазерный пучок имеет размер пятна приблизительно 0,1 мм, поэтому разрешение в изображении достигает 5—10 элементов/мм. Испускаемый пластиной свет вынужденной люминесценции коллимируется волоконным световодом, соединенным с фотоэлектронным умножителем (ФЭУ), и зарегистрированный сигнал затем преобразуется в цифровую форму 8- или 10-разрядным аналого-цифровым преобразователем (АЦП) и запоминается в цифровой памяти.
Рис. 2.25. Система считывания изображения, использующая вынужденное излучение пластины
Система получения изображения фирмы “Fuji” имеет динамический диапазон более чем 10000:1 и может работать в широком диапазоне рентгеновских экспозиций. Из рис. 2.26 видно, что применение люминофора весьма выгодно, так как он позволяет проводить съемку в области крайне малых экспозиций и имеет очень широкий диапазон линейности (аналог широты пленки).
Система заслуживает внимания также благодаря высокому коэффициенту поглощения излучения (50 % при напряжении на рентгеновской трубке 80 кВ) и хорошему разрешению, ограниченному размером элемента изображения порядка 0,1—0,2 мм. Основным источником шума в изображении при этом являются квантовые флуктуации.
Рис. 2.26. Реакция люминофора и рентгеновской пленки на величину дозы рентгеновского излучения