Có lẽ là phát hiện thành công nhất cho X quang số cho đến nay tấm phim khô photpho, còn được gọi là chất lân quang lưu trữ. Những
chất lân quang là phổ biến trong các họ Ba,F, thường BaFBr:Eu2+,
trong đó các mức năng lượng nguyên tử của Eu kích hoạt xác định các đặc điểm của ánh sáng phát xạ. Cơ chế hấp thụ tia X giống hệt
của phốt pho thông thường. Chúng khác nhau ở chỗ các tín hiệu quang học hữu ích không bắt nguồn từ ánh sáng được phóng ra lập
tức đáp ứng với tia phóng xạ đến,
Hình 16. Nguyên lý đại diện cho hệ thống X quang số phốt pho kích thích quang
mà là từ sự phát ra tiếp theo khi mà các electron và lỗ trống được giải phóng từ trong vật liệu (Takahashi et al 1984, von Seggern et al 1988). Sự tương tác x-ray đầu tiên với các tinh thể phosphor gây ra các electron được kích thích (hình 6 (c)). Một trong số đó tạo ra ánh sáng trong phốt pho theo cách thông thường, nhưng phốt pho được thiết kế để giữ lại lưu trữ những điện tích. Bằng cách kích thích các tinh thể bởi chiếu xạ với ánh sáng màu đỏ, các điện tử được giải phóng khỏi đó và nâng lên vùng dẫn của tinh thể, sau đó kích hoạt sự phát ra các bước sóng ngắn hơn (ánh sáng xanh). Quá trình này được gọi là hiện tượng kích thích quang. Phân tích ban đầu của các hệ thống này đã được cung cấp bởi Hillen et al (1987) và so sánh
với các hệ thống màn hình-phim được thực hiện bởi Sanada et al (1991). Những đánh giá gần đây của việc lấy ảnh dùng tấm phim khô đã được trình bày bởi Kato (1994) và Bogucki et al (1995).
Trong ứng dụng chụp X quang kỹ thuật số, các tấm ảnh được đặt trong một cát - xet hoặc bao phủ kín mít, được chiếu xạ và sau đó đọc bởi trường quét quét các tấm với một laser để giải phóng sự phát quang (hình 16). Ánh sáng phát ra được thu thập và được dò với một ống nhân quang có tín hiệu đầu ra là số hóa để tạo thành hình ảnh.
Các mức năng lượng trong tinh thể là rất quan trọng để bộ dò hoạt động hiệu quả. (Hình 6 (c)). Sự khác biệt về năng lượng giữa các hố và vùng dẫn ET phải đủ nhỏ để kích thích bằng ánh sáng laser là có thể, nhưng đủ lớn để ngăn chặn giải phóng nhiệt ngẫu nhiên của electron khỏi cái hố. Cuối cùng, các năng lượng nên cung cấp một bước sóng của ánh sáng phát ra mà có thể được dò một cách hiệu quả bởi một nhân quang và để tách bước sóng phù hợp giữa các lượng tử ánh sáng kích thích và phát ra tránh gây nhiễu các tín hiệu đo. Các điện tử được giải phóng trong quá trình chiếu xạ hoặc tạo ra ánh sáng tức thời hoặc được lưu trữ hố. Bởi vì ánh sáng 'tức thời' không được quan tâm trong ứng dụng này, hiệu suất của các hàm lưu trữ có thể được nâng lên bằng cách tăng xác suất của hố điện tử. Mặt khác, khi các điện tử được giải phóng bởi ánh sáng kích thích trong quá trình đọc số liệu, xác suất của chúng được tái giữ lại thay vì tạo ra ánh sáng sẽ cao hơn, do đó hiệu quả của quá trình đọc dữ liệu sẽ bị giảm. Sự cân bằng tối ưu xảy ra nơi mà xác suất của một electron được kích thích bị tái giữ lại hoặc kích thích huỳnh quang là bằng nhau. Điều này gây ra giảm hiệu suất chuyển đổi 4
lần so với phốt pho cũng không có lỗ, tức là 2 lần từ ánh sáng tức thì phát ra trong quá trình chiếu xạ với tia X và 2 lần từ sự tái lỗ không mong muốn của các điện tử trong quá trình đọc tín hiệu ra. Ngoài ra, đặc điểm phân rã của các phát xạ phải có đủ nhanh như vậy hình ảnh có thể được đọc trong một thời gian ngắn thuận tiện trong khi thu tóm một phần nhỏ chấp nhận được của năng lượng phát ra. Trong thực tế, tùy thuộc vào cường độ laser, dữ liệu ra của một phát quang do kích thích mang lại chỉ là một phần của tín hiệu được lưu trữ. Đây là một bất lợi đối với độ nhạy và nhiễu đầu ra, nhưng nó có thể hữu ích bằng cách cho phép các tấm được 'đọc trước', tức là đọc ra với chỉ một phần nhỏ của tín hiệu được lưu trữ, cho phép tự động tối ưu hóa độ nhạy của các mạch điện tử cho các dữ liệu ra chính
6.1 Những điểm mạnh và hạn chế của sự phát quang do kích thích
Các tấm phim khô phốt pho là một phát hiện tuyệt vời cho chụp X quang kỹ thuật số, khi đặt trong một cát - xet, nó có thể được sử dụng với các máy X - quang thường quy. Tấm có diện tích lớn được sản xuất tiện lợi, và do định dạng này, hình ảnh có thể được thâu lại một cách nhanh chóng. Các tấm được tái sử dụng, có đáp ứng tuyến tính trên một phạm vi lớn của các cường độ x-ray, và được xoá hoàn toàn đơn giản bằng cách tiếp xúc với một nguồn ánh sáng kích thích đồng đều để giải phóng lỗ còn sót lại.
Một hạn chế của loại bộ dò này là bởi vì các lỗ được đặt khắp chiều sâu của vật liệu phốt pho, tia laser cung cấp ánh sáng kích thích phải thâm nhập vào phosphor. Tán xạ của ánh sáng trong phosphor gây giải phóng trên một diện tích lớn hơn của hình ảnh hơn so với kích thước của chùm tia laser. Điều này dẫn đến việc mất độ phân giải không gian, nghiêm trọng hơn nếu các tấm được làm dày hơn
để tăng ŋ. Giải pháp lý tưởng cho vấn đề này sẽ làm cho phốt pho không tán xạ bởi ánh sáng kích thích và không tán xạ cũng không hấp thụ ánh sáng phát ra. Hạn chế cũng phát sinh chủ yếu từ giai đoạn đọc dữ liệu ra. Điều này dẫn đến lắp đặt phức tạp, và hiệu quả bộ thu của ánh sáng phát ra đòi hỏi chú ý hơn trong thiết kế. Điều này có thể dẫn đến suy giảm lượng tử thứ cấp, đặc biệt là ở tần số không gian cao, gây giảm DQE (f).
Trong thực tế, hệ thống phát quang do kích thích được sử dụng rộng rãi cho cả cấp cứu và bên cạnh việc chụp X quang, nơi độ nhạy biến đổi đầu ra cho phép bù lại và vấn đề phơi xạ quá lâu thường gặp với chụp X quang màn hình-phim vì nó thường không thể sử dụng điều khiển phơi xạ tự động (AEC) trong các ứng dụng . Đồng thời, công nghệ này đã được thực hiện ở cả dạng cát - xet cầm tay được thực hiện giữa các đơn vị x-ray (s) và đầu đọc trung ương và cũng trong thiết bị chuyên dụng kết hợp các tấm, người đọc và một nguồn ánh sáng tẩy xoá.