[发明专利]用于射线摄影的栅格、射线图像检测器、射线成像系统以及用于制备栅格的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于射线摄影的栅格、栅格的制备方法、射线图像检测器和使用该栅格的射线成像系统。 

背景技术

当射线，例如，X射线入射到物体上时，由于X射线与物体之间的相互作用，X射线的强度和相位发生变化。此时，X射线的相位变化大于强度变化。利用X射线的这些性质，开发并且积极地研究了X射线相位成像，以使得能够基于由样品引起的X射线的相位变化(角度变化)，获得具有低X射线吸收性的样品的高反差图像(在下文中称作相衬图像)。 

已经提出了用于使用塔尔博特(Talbot)效应进行X射线相位成像的X射线成像系统，它被制造成具有两个透射衍射光栅或栅格(例如，参看日本专利公开号2006-259264和应用物理通讯(Applied Physics Letters)第81卷，第17期，第3287页，作者C.David等，2002年10月)。在该X射线成像系统中，当从X射线源一侧看时，将第一栅格设置于样品后面，并且将第二栅格设置于与第一栅格相距塔尔博特距离的下游处。在第二栅格后面，设置X射线图像检测器(平板检测器：FPD)以检测X射线并且制造图像。作为条纹图案的一维栅格的第一和第二栅格的每一个具有X射线吸收部分和X射线透过部分，它们在第一方向延伸并且交替地排列在与第一方向垂直的第二方向上。塔尔博特距离是指透过第一栅格的X射线通过塔尔博特效应形成第一栅格的自成像(条纹图像)之处的距离。 

在以上X射线成像系统中，由第二栅格在第一栅格的自成像上的叠加(强度调制)产生的条纹图像，通过条纹扫描方法检测，以便从归因于样品的条纹图像上的变化获得样品的相位信息。在条纹扫描方法中，只要第二栅格相对于第一栅格在第二方向以栅格间距的整分数的扫描间距平移 移动，X射线图像检测器捕捉图像。从图像的每一个像素值的变化，获得由样品折射的X射线的角度分布，换言之，获得相位位移的微分图像。基于该角度分布，获得样品的相衬图像。也可以将条纹扫描方法应用至使用激光的成像系统(例如，参见应用光学(Applied Optics)第37卷，第26期，第6227页，作者Hector Canabal等，1998年9月)。 

第一和第二栅格具有微细结构以使得X射线吸收部分的宽度和排列间距为数微米。同样，第一和第二栅格的X射线吸收部分需要高X射线吸收率。尤其是，第二栅格需要比第一栅格的X射线吸收率更高的X射线吸收率，以便可靠地施加强度调制给条纹图像。由于这些原因，第一和第二栅格的X射线吸收部分由具有高原子量的金(Au)制成。此外，第二栅格的X射线吸收部分在X射线传播方向上需要相对大的厚度，即，所谓的高纵横比(X射线吸收部分的厚度除以其宽度得到的值)。 

日本专利公开号2006-259264公开了第二栅格的制备方法，其中通过X射线平版印刷术(例如，LIGA方法)在设置在基板上的感光树脂层中形成沟，并且将X射线吸收材料如Au通过电镀等充填沟中。也已知其中在硅等的基板中通过干法蚀刻形成沟，并且将X射线吸收材料如Au充填沟中的方法。 

按照惯例，提出了一种用于制备微细周期结构体的方法，其中通过电晕充电对非线性单晶进行极化反转(例如，参考日本专利公开号2002-334977和应用物理通讯(Applied Physics Letters)第69卷，第18期，第2629页，1996，A.Harada等著)。通过电晕充电沿带有非常高正交性的非线性单晶的晶轴进行极化反转，并且因此其促进高纵横比周期性结构体的产生。 

在X射线平版印刷术中，必须将感光树脂层暴露至带有高方向性的同步射线。然而，很少的设备可以进行同步射线曝光，并且曝光花费长时间并且带来低产量。同样，使用干法蚀刻的方法需要高成本并带来低产量。 

如与使用同步射线和干法蚀刻的LIGA方法比较，如上所述的极化反转在低成本下带来高产量。因此，可以预见通过极化反转形成栅格将是非常有益的。然而，日本专利公开号2002-334977和应用物理通讯(Applied Physics Letters)第69卷，第18期，第2629页都没有公开用于制备栅格的 具体方法。 

发明内容

本发明的目的是提供一种通过非线性单晶的极化反转制备的栅格(grid)。