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CN1120370A - 将成像器件中干涉条纹减至最小的层成像叠片 - Google Patents

将成像器件中干涉条纹减至最小的层成像叠片 Download PDF

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CN1120370A CN94191609A CN94191609A CN1120370A CN 1120370 A CN1120370 A CN 1120370A CN 94191609 A CN94191609 A CN 94191609A CN 94191609 A CN94191609 A CN 94191609A CN 1120370 A CN1120370 A CN 1120370A
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Abstract

一种将成像器件中的干涉条纹减至最小的分层成像叠片。一聚合物层(34)带有一个平坦表面和一个与之相对的第二表面；第二表面的粗糙度RA在0.5μm至2.5μm范围内。在该粗糙表面上提供一其折射系数n2与聚合物层折射系数n1不同的粘合剂层(36)。RA(单位为μm)与n2-n1的绝对值Δn的乘积是在约0.01至0.05的范围内。

Description

将成像器件中干涉条纹减至最小的层成像叠片
本发明一般地涉及成像器件，更具体地涉及将成像器件中干涉条纹减至最小有的装置。
一条射束可以分为沿不同路径传播的两部分，然后再合到一起形成一单一束。如果两条路径的光程不等，则两束可能是不同相的，并且在某些点产生相消干涉(产生暗区)，在另外一些产生相长干涉(产生亮区)。如果一条辐射束穿过透明胶片叠片，会分为两束。某些在叠片的上表面反射，其余的光束则进入叠片，并继续穿过它，直至在胶片的某一下表面被反射，此时其重新返回穿过叠片，从初始进入侧穿出。两条射线的光程差因附加胶片(或第二条射线通过的胶片)厚度不同而不同。其结果产生明暗区的条纹图形，这个条纹图形示出了胶片厚度的等高图，每条等高线表示λ/2厚度差，其中入为所用的辐射波长。这个类似于等高图的图形通常称为“牛顿环”。
当干涉图形出现于成像系统，例如照像设备和数字辐射成像系统中时，是很有害的。数字辐射成像系统采用光电导材料吸收代表物体象的入射辐射。适当的光电导材料将吸收这些辐射，并产生电子一空穴对(载流子)，电子一空穴对被加在光电导体两侧的电场相互分开，在光电导体(其通常是一个薄平面层)的表面产生潜像。一束窄的扫描辐射束使第二组载流子产生运动从而基本完成光电导体的放电。这些在光电导体平面内的第二载流子的分布受到第一载流子(即潜象)的分布的影响。检测第二载流子的运动，并在一适当电路中将其数字化，从而捕捉到数字形式的潜像。
已经有各种用于将干涉条纹影响减至最小的方法获得专利。几种已知的方法是采用在分层成像叠片的顶表面之中或其上散布微粒的附加物，使光线漫射。另一些已知的方法是使顶面粗糙或磨砂以产生光散射。
上述方法不同程度地减小了干涉条纹。然而，这和减少通常伴随着图像分辨率的降低。当然，我们希望在使干涉条纹影响减至最小的同时保持良好的图像分辨率。
因此，本发明提供了一种分层成像叠片，能使在成像器件中形成的干涉条纹减至最小。这种分层像叠片包括一板状聚合物层，其一侧基本为平面表面，而相反的一侧表面粗糙度为RA。在具有表面粗糙度RA的聚合物层的那一侧有厚度约小50μm的聚合涂层。表面粗糙度RA与聚合物层和涂层的折射率之差的绝对值Δn的乘积大约在0.01-0.05的范围内，其中RA的单位为μm。涂层最好是5μm-15μm厚，最好是粘合剂。折射率之差的绝对值最好大约在0.02-0.08范围内。平均表面粗糙度RA最好大约在0.5μm-2.5μm范围内。涂层最好把聚合物层粘合到一个光敏层上。
现参照附图描述本发明。
图1示出了先有技术的辐射成像用的分层成像叠片的侧视截面图；图2示出了根据本发明的用于将干涉条纹减至最小的分层成像叠片的侧视截面图；
图1中示出了在X射线成像中使用的先有技术的分层成像叠片。分层成像叠片10包括透明传导层12、介电层14、粘合层16、光敏层18、传导层20、以及绝缘玻璃基底22。透明传导层12典型地可以是氧化铟锡(ITO)，而介电层14侧典型地可以为一种聚合物；光敏层18一般是一种光电导体。
在使用期间，通过在传导层20和透明传导层12之间施加电势差，来在分层成像叠片10的两侧维持一个大电场(5-10V/μm)。一个要经X射线照射的物体设置在X射线源与已充电的分层成像叠片10之间。经过或穿过物体的X射线将在光敏层18被吸收，产生电子—空穴对，被电场所分离。被物体所吸收的X射线则将不能到达分层成像叠片10，从而在光敏层18的上表面17上产生一个潜像。然后将经过曝光的分层成像叠片10传输至一激光扫描器，以读出该潜像。
在图像读出阶段，分层成像叠片10两侧保持高压。一束扫描辐射的窄的聚焦激光束(a)射向至分层成像叠片10。辐射束(a)的一部分在叠片10的上表面上反射。辐射束(a)的其余部分则穿过介电层14向粘合层16行进。辐射束(a)剩余部分的一部分将在介电层14的下表面15处得到反射成为辐射束(b)。这些辐射束(a)的其余部分将穿过粘合层16直至其投射到光敏层18上为止，在此光的一部分由光敏层18所吸收、其余部分在光敏层的上表面17得到反射作为辐射束(C)。由光敏层18所吸的辐射将在光敏层未曝光区域中有效地分离电荷对，从而在传导层20中产生正电荷。然后正电荷被放大、累积并转变成一种数字信号。然后可以读出该数字化信号，以便从潜像中形成一种实像。
由图1可以看出，反射的诸辐射束(a、b、c)是相互平行的，但由于各自行进的不同距离，它们具有不同的相位。这便导致了上述的干涉条纹牛顿环。应当注意到，即使假设在图1中没有辐射束(C)、亦即不存在下表面17处反射的辐射的话，由辐射束(a)和(b)之间的干涉所形成的干涉条纹也仍然存在。只要辐射束(a)被分成沿不同路径行进的两束或更多束，就会形成干涉条纹。
图2示出了根据本发明的在X射线成像中使用的分层成像叠片30。这种分层成像叠片30包括透明传导层32、介电层34、粘合层36、光敏层38、传导层40、以及基底42。介电层34的下表面35被粗糙化。介电层34的下表面35的表面粗糙度RA，较好地是在大约从0.5μm至2.5μm的范围之内，更好地是大约从1μm至2μm之间，最好地是大约为1.5μm。至少地，平均表面粗糙度RA应当总是大于大约所用扫描辐射的波长入的一半。
透明传导层32最好是氧化铟锡(ITO)，其厚度在大约10nm至75nm范围之内。介电层34最好是一种具有高介电强度并且其介电常数小于3.5的聚合物，例如聚碳酸酯。介电层34的厚度最好大约为75μm至250μm。
粘合层36最好具有小于大约4.0铁介电常数。粘合层36最好是一种可紫外线(UV)固化的粘合剂，例如诺南德(Norlend)光学粘合剂61，其可从美国新泽西州New Brunswick的Norland Products，Inc.得到。粘合层36的平均厚度较好地是小于50μm，更好地是小于30μm，最好则在大约5μm至15μm的范围以内。尽管层36较佳地是一种粘合剂，但其亦可以是任何一种具有同样物理性质和透明聚合涂层。
本发明人已经确定，在介电层34下表面35的所需表面粗糙度RA与介电层折射系数n1和粘合层36折射系数n2之差的绝对值Δn之间，存在一种反比的数学关系。RA与Δn的乘积最好在大约0.01至0.05的范围之中，其中RA以微米(μm)计。以上给出了RA的最佳范围。较佳地，折率系数之差Δn约大于0.02，更好地是在大约从0.02至0.08的范围之内。
光敏层38可以是光电导的，亦可是感光的。一种较佳的光电导体是非晶硒，传导层40较佳地是一种200nm厚度的汽相淀积铝涂层。基底42最好是一种绝缘基底，例如玻璃。
形成潜像，并以以上描述的方式相对于分层成像叠片10将其读出。当扫述辐射束(a)被导向于分层成像叠片30时，辐射束(a)的一部分在叠片的顶表面上反射，其余部分则穿过介电层34行进并进入粘合层36，在此被反射成为辐射束(b)。辐射束(b)通过粘合层36、介电层34返回，并且再从传导层36出射出来。由于介电层34下表面35具有表面粗糙度RA，辐射束(b)与被反射的辐射束(a)不平行，因而不会看到干涉条纹。
如果增大介电层34和粘合层36折射系数之差的绝对值Δn，那么由经粗化表面35所散射的光量也将增大，从而进一步减小干涉条纹的影响。但是，提高Δn也会降低图像分辨率。因此，Δn的值应当大约在0.02至0.08的范围之内。
下面将以非限制性的实例来说明本发明。
实例
建立了一个具有类似于分层成像叠片30的一个分层成像叠片的辐射检测器。在涂覆于抛光玻璃基底的铝上汽相淀积一层425μm厚的非晶硒。通过紫外线固化丙烯酸酯粘合剂，在面对硒层一侧将厚度为175μm的无光光洁度的聚碳酸酯膜层叠到硒层上，以形成介电层。采用折射指数为1.586的光学级聚碳酸酯。所用的粘合剂为第61号Nor land光学粘合剂在紫外线光下固化5分钟。在该分层成像叠片顶部的介电层上面，淀积一层厚度为75nm的氧化铟锡(ITO)，其电阻值为100每平方欧姆。
在检测器板上的X射线潜像，利用一束宽度为100μm的442nm的激光束来读出。在得到的数字图像中，基本上消除了干涉条纹的出现，并且保证了图像分辨率每毫米5.8行对。

Claims (10)

1.一种将成像器件中的干涉条纹减至最小的分层成像叠片(30)，包括：
其折射系数为n1的聚合物层(34)，它带有基本为平面的第一主表面，以及与之相对的表面粗糙度为RA的第二主表面；和
提供在该聚合物层的第二表面上的聚合涂层(36)，该涂层折射系数为n2，厚度小于50μm，其中RA与Δn为n2-n1的绝对值，RA的单位μm。
2.如权利要求1的分层成像叠片，其中所述涂层的厚度是在大约从5μm至15μm的范围之内。
3.如权利要求1的分层成像叠片，其中Δn是在大约从0.02至0.08的范围之内。
4.如权利要求1、2或3的分层成像叠片，其中RA是在大约从0.5μm至2.5μm的范围之内。
5.如权利要求4的分层成像叠片，进一步包括提供于涂层上与聚合物层相反一侧的光敏层(38)。
6.一种将成像器件中的干涉条纹减至最小的分层成像叠片，包括：
其折射系数为n1的聚合物层(34)，它带有基本为平面的第一主表面和表面粗糙度为RA的第二主表面(35)；
提供于该聚合物层的第二表面上的粘合层(36)，该粘合层的折射系数为n2，厚度小于50μm，其中RA和Δn的乘积是在大约从0.01至0.05的范围之内，在此设Δn为n2-n1的绝对值，RA以的单位为μm；和
提供在所述粘合层上与聚合物层相反一侧的光敏层(38)。
7.如权利要求6的分层成像叠片，其中该光敏层为一层非晶体硒。
8.如权利要求6的分层成像叠片，其中该粘合剂层的厚度是在大约5μm至15μm的范围之内。
9.如权利要求6、7或8的分层成像叠片，其中Δn是在大约从0.02至0.08的范围之内。
10.如权利要求9的分层成像叠片，其中RA是在大约从0.5μm至2.5μm的范围之内。
CN94191609A 1993-04-01 1994-02-02 将成像器件中干涉条纹减至最小的层成像叠片 Pending CN1120370A (zh)

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