用于高分辨率同步辐射X射线成像的薄GAGG:Ce闪烁体板的开发与性能评估
仪器与探测器
2024-10-31 v1
摘要
基于闪烁体的X射线成像探测器在医学成像和安全监控等众多科学和实际领域中至关重要。近期进展激发了对使用同步辐射进行四维X射线成像的兴趣，这需要更高的时间分辨率。因此，这对X射线探测器技术提出了严格要求，特别是当X射线能量超过20 keV时。选择合适的闪烁体材料对于实现最佳时间分辨率至关重要，但在动态X射线成像中构成了重大挑战。本研究深入探讨了闪烁体特性的优化及其对空间分辨率和光输出的影响，阐明了掺铈Gd3Ga3Al2O12 (GAGG:Ce)闪烁体在X射线成像应用中的性能。我们使用100 μm厚的GAGG:Ce闪烁体板开发了一种微型X射线成像探测器，并在Aichi SR设施进行了X射线成像测试。结果表明，在对比度传递函数(CTF)值为10%时，以图表狭缝宽度量化的分辨率在使用4倍物镜时达到2-3 μm，使用20倍物镜时达到0.52 μm ± 0.03 μm，使用40倍物镜时达到0.42 μm ± 0.01 μm。尽管本研究的结果未达到接近40倍物镜有效像素尺寸的空间分辨率，但本文也阐明了造成这一限制的根本原因。此外，我们将GAGG:Ce闪烁体板的X射线灵敏度与商用LuAG:Ce闪烁体进行了比较，发现光输出提高了约1.5倍。作为演示，使用GAGG:Ce闪烁体板和所开发的X射线成像系统拍摄了干小鱼透射图像。这些发现突显了本研究中设计的X射线成像探测器在未来几代X射线成像应用中的潜力。
引用
@article{arxiv.2410.09371,
title = {Development and performance evaluation of a thin GAGG:Ce scintillator plate for high resolution synchrotron radiation X-ray imaging},
author = {Masao Yoshino and Seiichi Yamamoto and Kohei Nakanishi and Katsunori Yogo and Kei Kamada and Nanase Koshikawa and Jun Kataoka and Akira Yoshikawa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.09371},
year = {2024}
}
备注
12 pages, 6 figures