微纳CT线阵焦点射线源的高功率X射线转换靶研究

发布时间：2023-02-09 09:28

　　随着生产技术的需要以及科学研究的不断深入,对工业CT检测设备要求越来越高,传统的工业CT系统已经不能满足需求,高精度、高分辨率的微纳CT成为了目前研究的热点,在生物医学、材料科学等领域得到了广泛的应用。CT图像的空间分辨率是微纳CT的一个重要指标,它在理论上主要是由微纳CT射线管的X射线焦点尺寸以及稳定性决定的。微纳CT线阵焦点射线源的高功率X射线转换靶作为微纳线阵焦点射线源的一个关键组件,它的研制开发有助于提高整个微纳CT的性能。目前,微焦点射线源主要是通过减小阴极灯丝发射面积、优化聚焦透镜、减小靶厚度等方式获得微纳尺寸的焦点。但是由于受到电压波动、机械振动、温度变化等因素的影响,焦点的漂移量很大,由焦点漂移产生的运动伪影是影响CT图像质量最主要的因素。基于以上分析,本文提出了一种点状靶结构,理论上这种X射线源的有效焦斑大小及位置稳定性是由点状靶的物理尺寸和位置决定的,而不受轰击到靶面上的电子束束宽大小和稳定性影响,从而大大减小因温度和电压变化以及机械振动等带来的焦点漂移。通过飞秒激光加工或光刻在CVD金刚石上制作一维的多个点状串列靶阵列,并利用电磁场使电子束分时扫描轰击到这种点状阵...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 微纳焦点射线源的应用
    1.2 微纳焦点射线源的国内外研究现状
    1.3 课题的来源及研究意义
        1.3.1 课题的来源
        1.3.2 课题的研究意义
    1.4 课题的技术路线以及创新之处
        1.4.1 课题的技术路线
        1.4.2 课题的创新之处
    1.5 论文结构安排
2 微纳CT射线源
    2.1 射线源有效焦点尺寸与图像分辨率
    2.2 微焦射线源的基本结构和类型
        2.2.1 微焦射线源的基本结构
        2.2.2 微焦射线源的类型
    2.3 微焦射线源的主要技术参数
    2.4 微焦射线源的局限性与未来发展趋势
    2.5 本章小结
3 微纳CT线阵焦点射线源的射线靶的设计与仿真
    3.1 线阵X射线靶的结构设计
    3.2 X射线靶的X射线转换效率理论计算
        3.2.1 X射线靶的转换效率
        3.2.2 线阵X射线靶的材料选型
    3.3 线阵X射线靶的仿真
        3.3.1 蒙特卡罗仿真软件介绍
        3.3.2 线阵X射线靶的仿真模型
        3.3.3 线阵X射线靶的仿真分析
    3.4 本章小结
4 线阵焦点射线源的射线靶制作与实验测试
    4.1 线阵靶的制作方案
    4.2 CVD金刚石射线靶基底加工制作
    4.3 CVD金刚石的飞秒激光加工
        4.3.1 飞秒激光微加工设备及主要参数
        4.3.2 飞秒激光孔洞微加工
    4.4 CVD金刚石表面上钛膜沉积
        4.4.1 离子溅射镀膜方式
        4.4.2 磁控溅射镀膜设备及主要参数
        4.4.3 磁控溅射钛膜
    4.5 实验测试
    4.6 本章小结
5 总结和展望
    5.1 论文总结
    5.2 课题展望
致谢
参考文献
附录
    A 作者在攻读学位期间发表的论文目录
    B 作者在攻读学位期间受理专利目录



本文编号：3738644