Có lẽ các máy dò X quang số tốt nhất hiện nay đã có phát quang do kích thích
-photostimulable phosphors, còn được gọi là phim lân quang. Những chất lân quang phổ biến họ barium fluorohalide, thường là BaFBr:, ở đây các mức năng lượng nguyên tử của europium activator xác định các đặc tính của ánh sáng phát xạ. Cơ chế hấp thụ tia X giống hệt chất lân quang thông thường. Chúng khác nhau trong đó tín hiệu quang hữu ích không bắt nguồn từ ánh sáng được phát xạ trong phản hồi nhanh với bức xạ tới, mà là từ phát xạ sau khi các điện tử và lỗ trống thoát ra từ traps trong vật liệu (Takahashi et al 1984, von Seggern et al 1988). Tia X đầu tiên tương tác với tinh thể lân quang tạo ra điện tử ở trạng thái kích thích (hình 6(c)). Một số ánh sáng tạo ra trong chất lân quang theo cách thông thường, nhưng chất lân quang được chủ ý thiết kế để chứa các lỗ (traps) lưu trữ các điện tích. Bằng cách kích thích các tinh thể bởi chiếu xạ với ánh sáng đỏ, các e được giải phóng khỏi các lỗ (traps) và chuyển lên vùng dẫn của tinh thể, sau đó kích hoạt
sự bức xạ của ánh sáng bước sóng ngắn hơn (màu xanh). Quá trình này được gọi là hiện tượng phát quang kích thích quang - photostimulated luminescence. Phân tích ban đầu của các hệ thống này được cung cấp bởi Hillen et al (1987) và so sánh với các hệ thống màn hình phim được thực hiện bởi Sanada và cộng sự (1991). Đánh giá gần đây về ảnh lân quang kích thích quang được trình bày bởi Kato (1994) và Bogucki cùng cộng sự (1995).
Trong ứng dụng X quang số, các tấm ảnh được đặt trong băng kín hoặc bọc, được chiếu và sau đó được đọc bởi tấm quét mành với một tia laze để phát quang (hình 16). Ánh sáng phát ra được thu với một ống nhân quang có tín hiệu đầu ra được số hóa để tạo thành hình ảnh.
Các mức năng lượng trong tinh thể là rất quan trọng để đầu dò hoạt động hiệu quả (hình 6(c)). Sự khác biệt về vùng năng lượng giữa traps và vùng dẫn phải đủ nhỏ để có thể kích thích với ánh sáng laze, chưa đủ lớn để ngăn nhiệt ngẫu nhiên thoát ra của điện tử từ trap. Cuối cùng năng lượng cần cung cấp cho bước sóng của ánh sáng phát ra có thể được phát hiện một cách hiệu quả bởi một bộ nhân quang và tách bước sóng phù hợp giữa các kích thích và lượng tử ánh sáng phát ra để tránh nhiễu tín hiệu đo. Các điện tử được giải phóng trong quá trình chiếu xạ tạo ra ánh sáng nhanh hoặc được giữ lại trong các trap. Bởi vì ánh sáng “nhanh – prompt” không quan tâm trong ứng dụng này hiệu suất của các chức năng lưu trữ có thể được cải thiện bằng cách tăng khả năng bẫy điện tử. Mặt khác, khi các điện tử được giải phóng bởi ánh sáng kích thích trong khi ghi, chúng có thể retrapped thay vì tạo ra ánh sáng, sau đó sẽ cao hơn, đo đó hiệu quả hiển thị sẽ giảm.Sự cân bằng tối ưu xảy ra nơi các xác suất của một điện tử kích thích bị kẹt hoặc kích thích quang bằng nhau. Điều này làm cho hiệu suất chuyển đổi bị giảm hệ số 4 so với cùng chất lân quang mà không có traps, tức là hệ số 2 từ ánh sáng nhanh phát ra trong quá trình tiếp xúc tia X và 2 từ các trap không mong muốn của các điện tử trong khi ghi.
Ngoài ra, các đặc tính phân rã của vật phát xạ phải đủ nhanh như vậy mà hình ảnh có thể được ghi trong thời gian ngắn thuận tiện trong khi chụp một phần nhỏ chấp nhận được của năng lượng phát ra. Trong thực tế, tùy vào cường độ laze, ghi của một tấm kích thích
lân quang chỉ là một phần của tín hiệu được lưu trữ. Đây là một bất lợi 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 chỉ một phần nhỏ tín hiệu được lưu trữ, cho phép tự động tối ưu hóa độ nhạy của các mạch điện tử hiển thị chủ yếu.
6.1. Điểm mạnh và hạn chế của phát quang kích thích- Strengths and limitations of stimulable phosphors stimulable phosphors
Phát quang do kích thích là một phát hiện tuyệt vời trong chụp X quang số khi đặt trong một băng cassette, nó có thể được sử dụng với các máy X quang thường quy. Tấm có diện tích lớn sản xuất tiện lợi, và vì kích thước, hình ảnh có thể thu được nhanh chóng. Các tấm tái sử dụng có phản ứng tuyến tính trên một phạm vi rộng của cường độ tia X, và được xóa hoàn toàn đơn giản bằng cách chiếu một nguồn ánh sáng kích thích đồng bộ để xóa bất kì traps nào còn xót lại.
Một hạn chế của đầu dò loại này là những lỗ (traps) được đặt xuyên suốt chiều sâu của vật liệu lân quang, các chùm tia laze cung cấp ánh sáng kích thích phải thâm nhập vào chất lân quang. Tán xạ của ánh sáng trong chất lan quang gây ra release of traps trên một vùng lớn của ảnh so với kích thước của chùm laze. Điều này dẫn đến việc giảm độ phân giải không gian, mà trầm trọng hơn nếu các tấm này được làm dày hơn để tăng ƞ. Một giải pháp lý tưởng cho vấn đề này là một chất lân quang không tán xạ ánh sáng kích thích và không tán xạ và không hấp thị ánh sáng phát ra. Hạn chế cũng phát sinh chủ yếu từ giai đoạn đọc. Đây là một cách máy móc phức tạp, và hiệu suất thu ánh sáng phát ra yêu cầu nhiều đòi hỏi trong thiết kế. Điều này có thể dẫn đến một chùm lượng tử thứ cấp, đặc biệt là ở tần số không gian cao, gây giảm DQE(f).
Trong thực tế, hệ thống CR (phát quang do kích thích) được sử dụng rộng rãi cho cả trường hợp khẩn cấp và chụp X quang tại giường, ở đây sự thay đổi độ nhạy hiển thị cho phép bù các vấn đề ở dưới và tiếp xúc quá nhiều thường gặp với chụp X quang màn hình- phim bởi vì nó thường không sử dụng kiểm soát chiếu tự động trong các ứng dụng này. Cũng như, công nghệ này đã được thực hiện cả trong dạng cassette cầm tay được mang
giữa các đơn vị tia X và ở giữa đầu đọc và cũng trong thiết bị chuyên dụng kết hợp các tấm, đầu đọc (reader) và xóa bỏ ánh sáng.
Hình 17. Ảnh tăng sáng dựa trên hệ thống X quang số.