[发明专利]一种基于X射线微像素单元的平板X射线源及其制备方法

说明书

本申请公开了一种基于X射线微像素单元的平板X射线源，包括阴极基板、阳极基板及高压绝缘隔离体；所述阴极基板和所述阳极基板相对平行设置，所述高压绝缘隔离体设置于所述阴极基板和所述阳极基板之间以将两者隔离开，还公开了一种基于X射线微像素单元的平板X射线源的制备方法，包括制作阴极基板，制作阳极基板和组装，绝缘层覆盖法可有效降低了底部阴极电极条的边缘电场，减少放电现象发生的可能，从而实现阳极电压的进一步提高，同时，可以改善器件工作稳定性，延长器件使用寿命，阳极基板上的圆形金属靶排布并与顶部阴极电极及生长源薄膜一一对应，构成阵列式排布的X射线微像素单元阵列，从而使得平板X射线源具有空间分辨率。

技术领域

本发明涉及，更具体地，涉及一种基于X射线微像素单元的平板X射线源及其制备方法。

背景技术

中国专利CN201811178220.8的“一种可寻址的纳米冷阴极平板X射线源及其制备方法”公开了一种采用阴极电极条与阳极电极条在空间上直接交叉的平板X射线源，虽然可以实现寻址功能，但由于其裸露在外部的阴极电极，会极易导致高压工作中的电极边缘放电问题，从而损坏器件，导致阳极电压不够，无法实现对高密度组织及金属材料的透射成像，同时整条阳极电极条的使用会导致平板X射线源不具有空间分辨率，无法构成真正意义上的X射线微像素单元阵列，整条阳极电极条没有和生长源薄膜实现真正意义上的一一对应，这就意味着，除与生长源薄膜对应的圆盘区域外，其他线状区域也将会有X射线产生，为保持导电性，阳极电极条的线状区域宽度基本不变，当阵列数目越多，阳极金属靶电极条中的圆盘区域面积越来越小，从而越倾向于线状，使得平板X射线源不具有空间分辨率，使其在医学成像、工业探伤及安全检查等领域的应用受到了一定的限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于X射线微像素单元的平板X射线源，所述平板X射线源能够提高阳极电压以及具有空间分辨率。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于X射线微像素单元的平板X射线源，包括阴极基板、阳极基板及高压绝缘隔离体；所述阴极基板和所述阳极基板相对平行设置，所述高压绝缘隔离体设置于所述阴极基板和所述阳极基板之间以将两者隔离开，所述阴极基板包括阴极衬底、两条以上平行设置于阴极衬底上的底部阴极电极条、覆盖在底部阴极电极条上的绝缘层、制作于所述绝缘层中使所述底部阴极电极条局部裸露的刻蚀通孔、制作于所述绝缘层上的顶部阴极电极、设于所述顶部阴极电极上的生长源薄膜，所述生长源薄膜上生长有纳米线冷阴极，所述顶部阴极电极通过所述刻蚀通孔与所述底部阴极电极条连接，所述阳极基板包括阳极衬底、两条以上平行设置于阳极衬底上的阳极电极条和制作在所述阳极电极条上的圆形金属靶，每条所述阳极电极条与每条所述底部阴极电极条在空间上垂直相交且有一个交叉点，所述顶部阴极电极及生长源薄膜位于所述交叉点处，所述顶部阴极电极以阵列的形式排布于所述底部阴极电极条上，所述圆形金属靶位于所述交叉点处，所述圆形金属靶以阵列形式排布于所述阳极电极条上，所述生长源薄膜与所述圆形金属靶构成X射线微像素单元。

将生长源薄膜设置在顶部阴极电极上，而将底部阴极电极条埋于绝缘层之下，可以避免底部阴极电极条直接裸露在外部，从而消除在高压下电极条边缘出现的放电问题。特别地，所述生长源薄膜可完全覆盖顶部阴极电极，顶部阴极电极的放电位置多出现在顶部阴极电极的边缘，用生长源薄膜覆盖住顶部阴极电极相当于对顶部阴极电极边缘起一个保护作用。

在阳极电极条上设置了圆形金属靶，所述生长源薄膜与所述圆形金属靶能够一一对应，构成X射线微像素单元，使得圆盘区域外其他线状区域不会有X射线产生，当阵列数目增加时，仍可以保持串状，从而使得平板X射线源具有空间分辨率。

阴极基板与阳极基板相对平行设置使得每条所述阳极电极条与每条所述底部阴极电极条在空间上垂直相交且有一个交叉点，多条所述阳极电极条与多条所述底部阴极电极条垂直相交，使得交叉点以阵列形式排布。设于顶部阴极电极上的生长源薄膜与所述圆形金属靶位于交叉点上，共同构成X射线微像素单元，从而实现基于X射线微像素单元的寻址功能。