Có lẽ phần lớn thành công của đầu dò cho x quang kỹ thuật số cho đến nay đã được phosphor kích thích quang, còn được gọi là phosphors lưu trữ. Những phosphor là phổ biến trong họ bari halogenflorua, thường BaFBr: , nơi các mức năng lượng nguyên tử của chất hoạt hóa Europi xác định các đặc điểm của sự phát xạ ánh sáng. Cơ chế hấp thụ tia X giống hệt phosphor thông thường. Chúng khác nhau trong đó các tín hiệu quang học hữu ích không bắt nguồn từ ánh sáng mà được phát ra trong phản ứng ngay lập tức với bức xạ tới, nhưng hơn thế sự phát xạ tiếp theo khi các electron và lỗ trống bị bật ra từ các lỗ trong vật liệu (Takahashi và những người khác 1984, von Seggern và những người khác 1988). Sự tương tác tia X đầu tiên với các tinh thể phosphor làm cho các electron bị kích thích (hình 6 (c)). Một số trong đó tạo ra ánh sáng trong phosphor theo cách thông thường, nhưng phosphor được cố tình thiết kế để chứa các lỗ cái mà lưu trữ điện tích. Bằng cách kích thích các tinh thể bằng cách chiếu xạ với ánh sáng đỏ, các electron được giải phóng từ những cái bẫy và được đưa lên vùng dẫn của các tinh thể, sau đó kích hoạt sự phát xạ của ánh sáng bước sóng ngắn hơn (màu
xanh). Quá trình này được gọi là áng sáng phát quang. Phân tích ban đầu của hệ thống này được cung cấp bởi Hillen và những người khác (1987) và so sánh với các hệ thống màn hình-phim được thực hiện bởi Sanada và những người khác (1991). Đánh giá gần đây của hình ảnh phosphor kích thích quang được trình bày bởi Kato (1994) và
Bogucki và những người khác (1995).
Trong ứng dụng chụp X quang kỹ thuật số, các tấm ảnh được đặt trong một băng cát xét kín ánh sáng hoặc bị hàng rào vây quanh, phơi sáng và rồi được đọc bởi trường quét quét các tấm với một laze để phát quang (hình 16). Ánh sáng phát ra được thu nhận và phát hiện với một ống nhân quang mà tín hiệu đầu ra của nó 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 năng lượng giữa các bẫy và vùng dẫn ET phải đủ nhỏ để để kích thích bằng ánh sáng laser là có thể, nhưng đủ lớn để ngăn chặn phát nhiệt ngẫu nhiên của electron từ bẫy. Cuối cùng, năng lượng học nên cung cấp cho một bước sóng của ánh sáng phát ra cái mà có thể được phát hiện một cách hiệu quả bởi một bộ nhân quang và cho sự phân tách các bước sống thích hợp giữa các kích thích và bức xạ lượng tử ánh sáng để tránh làm hỏng tín hiệu đo. Các electron được giải phóng trong quá trình chiếu xạ hoặc tạo ra ánh sáng ngay lập tức hoặc được lưu trữ trong các bẫy. Bởi vì ánh sáng ‘ngay lập tức’ không quan tâm trong ứng dụng này, hiệu suất của chức năng lưu trữ có thể được cải thiện bằng cách tăng xác suất của bẫy electron. các chức năng lưu trữ có thể được cải thiện bằng cách tăng khả năng bẫy electron. Mặt khác, khi các electron được giải phóng bởi ánh sáng kích thích trong quá trình đọc, xác suất của chúng đang được giữ lại thay vì sự sản xuất ánh sáng, sau đó cao hơn, do đó hiệu suất của việc đọc sẽ giảm. Sự cân bằng tối ưu xảy ra nơi các xác suất của một electron bị kích thích được giữ lại hoặc kích thích huỳnh quang là bằng nhau. Điều này làm cho hiệu suất chuyển đổi giảm đi bốn lần so với cùng phosphor bên ngoài trap, nghĩa là một yếu tố của hai từ ánh sáng nhanh chóng phát ra trong suốt quá trình tiếp xúc với tia X và một yếu tố khác giữ lại electron không mong muốn trong suốt việc đọc ra.
Ngoài ra, các đặc điểm phân rã của sự phát xạ phải đủ nhanh để ảnh có thể được đọc trong thời gian ngắn thích hợp, trong khi giữ lại một phần nhỏ chấp nhận được của năng lượng phát ra. Trong thực tế, tùy thuộc vào cường độ laser. Việc đọc ra
của một tấm phosphor 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 của việc đọc 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 lưu trữ, cho phép tự động tối ưu hóa độ nhạy của các mạch điện tử cho việc đọc ra chính.
6.1 Điểm mạnh và hạn chế của phosphors kích thích
Các phosphor kích thích quang là một phát hiện tuyệt vời cho chụp X quang kỹ thuật số trong đó, khi đặt trong một băng catxet, nó có thể được sử dụng với các máy X quang thường quy. Tấm có diện tích lớn được sản xuất rất tiện lợi, và vì định dạng này hình ảnh có thể được thu nhận nhanh chóng. Các tấm được tái sử dụng, có phản ứng tuyến tính trên một phạm vi rộng của cường độ tia X, và bị xóa đơn giản bằng cách tiếp xúc với một nguồn sáng kích thích đồng bộ để phát ra bất kì cái trap nào còn sót lại.
Một hạn chế của đầu dò loại này là bởi vì những cái bẫy được đặt trong suốt chiều sâu của vật liệu phosphor, chùm tia laser cung cấp ánh sáng kích thích phải xuyên qua phosphor. Tán xạ của ánh sáng trong phosphor gây phóng thích cái bẫy trên một diện tích lớn hơn so với kích thước chùm tia laser. Điều này dẫn đến việc hao hụt độ phân giải không gian, trầm trọng hơn nếu các tấm được làm dày hơn để tăng ƞ. Một giải pháp lý tưởng cho vấn đề này sẽ là một phosphor cái mà không tán xạ với ánh sáng kích thích và cả không tán xạ và không hấp thụ với ánh sáng phát xạ. Sự hạn chế phát sinh chủ yếu từ giai đoạn đọc ra. Đây là một cách máy móc phức tạp, và sự thu ánh sáng phát xạ có hiệu suất cao đòi hỏi sự chú ý cao để thiết kế. Điều này có thể dẫn đến một bồn rửa thứ cấp, đặc biệt ở tần số không gian cao gây giảm DQE(ƒ).
Trong thực tế, hệ thống phosphor kích thích được sử dụng rộng rãi cho cả cấp cứu và cạnh giường chụp, nơi mà độ nhạy đọc ra khác nhau cho phép bù trừ cho dưới và tiếp xúc quá nhiều vấn đề thường trải qua với chụp x quang màn hình – phim vì nó thường không thể sử dụng điều khiển phơi sáng tự động trong các ứng dụng. Đồng thời, công nghệ này đã được thực hiện cả ở dạng catxet linh động cái mà được mang theo giữa các đơn vị tia X và bộ đọc trung tâm và cũng trong đơn vị chuyên dụng kết hợp với các tấm kim loại, bộ đọc và một nguồn sáng xóa bỏ.