非晶硅探測(cè)器

非晶硅探測(cè)器是由閃爍體或熒光體層涂上有光電二極管作用的非晶硅層，再加上一個(gè)TFT陣列組成。它和CCD探測(cè)器的工作原理基本相同，都需要閃爍體將X射線轉(zhuǎn)換成可見光，再把轉(zhuǎn)換出的可見光通過光敏元件轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再通過TFT陣列開關(guān)成像，也是間接數(shù)字化攝影。而將X射線轉(zhuǎn)換成可見光的過程也會(huì)存在散射，影響成像的清晰度。但可以通過將閃爍體加工成針狀以提高對(duì)X線的利用來降低散射，但散射光對(duì)空間分辨率的影響也不能完全消除。

根據(jù)其閃爍晶體涂層的材料不同，非晶硅探測(cè)器一般又分為碘化銫（CsI）非晶硅探測(cè)器和硫氧化釓（GOS）非晶硅探測(cè)器兩種主流。這兩種探測(cè)器的成像原理基本一致，但從性能上對(duì)比，碘化銫因?yàn)榫哂嗅槧罹�體結(jié)構(gòu)，將X射線轉(zhuǎn)換成可見光的綜合轉(zhuǎn)換效率比硫氧化釓?fù)繉痈�高，沖激響應(yīng)的光斑彌散也更小。因此，采用碘化銫作為閃爍體材料，X射線使用劑量更小，成像更清晰。但因?yàn)榱蜓趸�釓�(fù)繉硬恍枰�長(zhǎng)時(shí)間的沉積過程，因此制造工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，碘化銫非晶硅探測(cè)器的生產(chǎn)成本比硫氧化釓非晶硅探測(cè)器更高，所以一般情況下，碘化銫非晶硅探測(cè)器更受青睞。

不過，就在前不久日本東麗公司也推出過一項(xiàng)新技術(shù)，據(jù)相關(guān)報(bào)道稱，該公司的科研人員在硫氧化釓?fù)繉由霞尤肓恕暗诙�種熒光層”(second phosphor)，可以把350-400納米之間的短波光能夠轉(zhuǎn)換成接近550納米的長(zhǎng)波光，而光電傳感器對(duì)硫氧化釓?fù)繉影l(fā)射光譜中350-400納米的短波光靈敏度較低，對(duì)550納米長(zhǎng)波光則具有較高的靈敏度。因此，它的這項(xiàng)技術(shù)可以將硫氧化釓非晶硅探測(cè)器的成像亮度提高30%，可以達(dá)到與碘化銫非晶硅探測(cè)器的成像效果。而其生產(chǎn)成本又比后者更低，具有相當(dāng)可觀的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

CMOS/單晶硅探測(cè)器

互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）/單晶硅探測(cè)器的集成度非常高，將光電二極管陣列、讀出芯片等集成在一塊單晶硅晶圓上。相比于非晶硅探測(cè)器，CMOS探測(cè)器的分辨率更高、圖像噪聲更低、采集速度更快。但由于受到半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中晶圓大小的限制，制作大尺寸探測(cè)器需要進(jìn)行拼接，工藝較為復(fù)雜，因此工藝和原材料成本均高于非晶硅探測(cè)器。因此，CMOS探測(cè)器主要應(yīng)用在齒科CBCT領(lǐng)域這種對(duì)小尺寸動(dòng)態(tài)X線影像設(shè)備的需求上。

非晶硒探測(cè)器

非晶硒探測(cè)器是將非晶態(tài)硒涂在TFT陣列上構(gòu)成。與非晶硅探測(cè)器相比，它不需要通過閃爍晶體將X射線轉(zhuǎn)換成可見光。當(dāng)X射線射入非晶態(tài)硒層時(shí)會(huì)產(chǎn)生電子-空穴對(duì)。這些電子和空穴在外加偏壓電場(chǎng)作用下會(huì)向著相反的方向移動(dòng)形成電流，電流在TFT積分形成儲(chǔ)存電荷。通過讀出電荷量，就可以知道每點(diǎn)的X射線劑量。

因此非晶硒探測(cè)器比非晶硅探測(cè)器是直接的數(shù)字化攝影，可以完全避免X射線轉(zhuǎn)換成可見光過程中的散射帶來的清晰度損失。但其缺陷在于其偏壓電場(chǎng)高達(dá)數(shù)千伏，高壓電場(chǎng)會(huì)對(duì)TFT開關(guān)造成損傷，減少使用壽命。并且生產(chǎn)成本也比非晶硅探測(cè)器更高。

碲化鎘/碲鋅鎘探測(cè)器

碲化鎘/碲鋅鎘探測(cè)器的工作原理和非晶硒探測(cè)器的工作原理完全一樣，就是把非晶態(tài)硒涂層換成碲化鎘涂層，或在碲化鎘中加入少量的鋅做成碲鋅鎘涂層，碲化鎘探測(cè)器比碲鋅鎘探測(cè)器成本更低，更適合大批量生產(chǎn)和可重復(fù)性。與非晶硅、非晶硒探測(cè)器相比，它最大的優(yōu)點(diǎn)在于非晶硅、非晶硒探測(cè)器一般要在低溫環(huán)境下使用，而碲化鎘/碲鋅鎘探測(cè)器則可以在普通室溫環(huán)境中使用，可以用于對(duì)環(huán)境要求不高的環(huán)境監(jiān)測(cè)、天體物理研究等領(lǐng)域。但缺陷在于碲化鎘的晶體最大尺寸只有3英寸，因此也只能用于小尺寸的探測(cè)器上面。