[发明专利]一种用于X射线相衬成像平板探测器及其使用方法

权利要求书

1.一种用于X射线相衬成像平板探测器，其特征在于，包括探测器像素层(204)，在探测器像素层(204)上生长或粘贴有闪烁体层(203)，在闪烁体层(203)上覆盖有与探测像素周期一致的编码孔板A3(202)，所述编码孔板A3(202)上覆盖有保护层(201)。

2.根据权利要求1所述的用于X射线相衬成像平板探测器，其特征在于，所述编码孔板A3(202)由若干个方形单元(205)组成，每个方形单元(205)上设置有第三透光孔(206)。

3.根据权利要求2所述的用于X射线相衬成像平板探测器，其特征在于，所述第三透光孔(206)的形状为长条形、方形、回字形或L形。

4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的用于X射线相衬成像平板探测器，其特征在于，保护层(201)采用碳纤维材料；编码孔板A3(202)采用金、铅、钽或铂材料中的一种；闪烁体层(203)采用碘化铯和/或硫氧化钆；所述探测器像素层(204)为非晶硅和薄膜晶体管阵列组成的探测器像素阵列。

5.一种用于X射线相衬成像平板探测器的使用方法，其特征在于，采用权利要求1-4中任一权利要求所述的用于X射线相衬成像平板探测器，包括以下步骤：

1)射线源(101)发出X射线(102)，X射线(102)穿过样品编码孔板A1(103)照射在被测样品(104)上，射线源(101)射出的X射线经过样品编码孔板A1(103)被分成多条间隔为p₁的细束，细束穿过被测样品(104)照射到用于X射线相衬成像平板探测器上；其中，射线源(101)的中心到样品编码孔板A1(103)中心的距离为源-物距离，简称D_so；样品编码孔板A1(103)中心到闪烁体层(203)与编码孔板A3(202)接触处的距离为物-探距离，简称D_od；样品编码孔板A1(103)的周期p₁＝p_d/M，其中M＝(D_so+D_od)/D_so为放大系数，p_d为探测器像素周期或像素尺寸，编码孔板A3(202)的第三透光孔(206)宽度d₃≤p₃/2，样品编码孔板A1(103)的第一透光孔(107)宽度d₁≤p₁/2；样品编码孔A1(103)的第一透光孔(107)宽度d₁＝d₃/M；

2)通过精密运动平台调节样品编码孔板A1(103)与用于X射线相衬成像平板探测器之间的位置，观察用于X射线相衬成像平板探测器的计数，当靠近中心各像素的计数几乎相同时，表明两者的位置已经对准，再在一个方向上移动样品编码孔板A1(103)，调节照亮区域的面积，以此根据实际应用，权衡折射角信息灵敏度和曝光时间；

3)当放置被测样品时，X射线穿过样品时发生偏折，如果射线向上偏移，那么原来被探测的射线将被探测内置编码孔板吸收，对应像素的计数减小；相反，如果射线向下偏移，则原来被探测内置编码孔板遮挡的X射线被探测器所记录，对应像素的计数增加；由此通过像素计数的变化得到X射线折射的程度，进而实现相衬成像。

6.根据权利要求5所述的用于X射线相衬成像平板探测器的使用方法，其特征在于，所述的样品编码孔板A1(103)需保证遮挡部分对X射线的吸收率大于95％，样品编码孔板A1(103)开孔的形状与该用于X射线相衬成像平板探测器中的编码孔板A3(202)形状一致。

7.根据权利要求5所述的用于X射线相衬成像平板探测器的使用方法，其特征在于，当第三透光孔(206)的形状为长条形时，实现一维折射信息的提取；当第三透光孔(206)的形状为方形、回字形或L形时，通过调节样品编码孔板A1(103)与用于X射线相衬成像平板探测器的相对位置，选择遮挡xy平面的x或y方向的像素边缘，从而分别得到两个方向上的X射线折射信息。