專利名稱：使用諧振微腔轉(zhuǎn)換器的存儲(chǔ)熒光系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及一種用于用在射線照相成像系統(tǒng)中的存儲(chǔ)熒光屏的讀出和檢測(cè)系統(tǒng)。更具體地，其涉及包括在這種系統(tǒng)中的一種器件，該器件將以寬角分布一個(gè)波段從屏幕發(fā)出的的電磁輻射轉(zhuǎn)換為較長(zhǎng)波段的較窄發(fā)射圓錐。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，廣泛地使用基于存儲(chǔ)熒光的輻射照相成像系統(tǒng)(計(jì)算機(jī)輻射照相)。這些系統(tǒng)使用含有熒光材料的屏幕，該熒光材料存儲(chǔ)一部分入射的電離輻射作為潛在的存儲(chǔ)位置。隨后這些位置受激以與被熒光材料吸收的電離輻射量成比例地釋放電磁輻射(受激發(fā)射)，該電磁輻射通常在350至450納米的范圍內(nèi)。用在這些系統(tǒng)中的典型讀出方法是所謂的飛點(diǎn)掃描方法。在屏幕表面上方光柵掃描通常在600至700納米范圍內(nèi)的聚焦激光束以激勵(lì)存儲(chǔ)位置。同步地，收集、檢測(cè)并數(shù)字化該受激發(fā)射。由光柵率和數(shù)字化率來確定圖像的像素尺寸。在讀出之后，用擦除光充滿屏幕以移除任何殘留的存儲(chǔ)位置，如此屏幕可被再次使用。
在2002年4月16日公布的、發(fā)明人為Mueller等人的美國(guó)專利6,373,074、和2002年1月24日公開的、發(fā)明人為Arakawa等人的美國(guó)專利申請(qǐng)公開2002/0008212A1中描述的可選結(jié)構(gòu)是使用了激勵(lì)電磁輻射行的一種結(jié)構(gòu)，且將受激發(fā)射再成像到線性分段的的檢測(cè)器上例如是光電二極管陣列或電荷耦合器件(CCD)。對(duì)于這種行激勵(lì)來講，通過一個(gè)方向的數(shù)字化率并通過在另一方向上的光學(xué)成像和檢測(cè)系統(tǒng)來確定像素尺寸。
對(duì)于激勵(lì)和檢測(cè)的任何結(jié)構(gòu)的挑戰(zhàn)之一是收集大部分的受激發(fā)射以獲得高的圖像質(zhì)量。受激發(fā)射以寬角度范圍發(fā)射。對(duì)于大多數(shù)系統(tǒng)來講，該發(fā)射接近于Lambertian(在亮度上是cos(θ)隨發(fā)射角度衰減)。對(duì)于光柵掃描系統(tǒng)來講，典型的收集系統(tǒng)對(duì)于受激發(fā)射具有大的接收角，且其高度反射，并將其定形以將發(fā)射導(dǎo)向至相當(dāng)大面積的檢測(cè)器如光電倍增管。對(duì)于一些系統(tǒng)來講，收集器是光導(dǎo)管，即，使用全內(nèi)反射以將受激發(fā)射導(dǎo)向至檢測(cè)器的塑料導(dǎo)管。假設(shè)典型的受激發(fā)射波長(zhǎng)范圍是350至450納米，則塑料對(duì)于紫外線和藍(lán)色電磁輻射必須具有高透射比。對(duì)于成像的行激勵(lì)系統(tǒng)來講，使用的收集光學(xué)部件必須具有非常低的f-數(shù)，以收集大部分的輻射。這對(duì)這種成像系統(tǒng)的場(chǎng)深作出了限制。而且，這種低f-數(shù)光學(xué)部件比較高f-數(shù)的光學(xué)部件更昂貴。如果可以使得發(fā)射角度范圍變窄的話，則可以大大地簡(jiǎn)化收集光學(xué)部件，由此節(jié)省空間和成本。改變發(fā)射角度范圍的一種這樣的方法在2003年1月14日公布的、發(fā)明人為Hell等人的美國(guó)專利6,507,032中被公開，其中微透鏡被形成于屏的表面上，以試圖使得發(fā)射角變窄。該技術(shù)只是輕微地變窄了發(fā)射錐，且增加了每個(gè)屏的制造成本。這也沒有如下面的段落中討論的改變發(fā)射波長(zhǎng)。
另一個(gè)挑戰(zhàn)是用非常高的量子效率(QE)來檢測(cè)受激發(fā)射。典型的發(fā)射波長(zhǎng)是350至450納米。對(duì)于光柵掃描系統(tǒng)來講，檢測(cè)器通常是光電倍增管(PMT)。對(duì)于雙堿光電陰極，典型的PMT的QE在400納米處具有25％左右的值。對(duì)于再成像系統(tǒng)來講，典型的CCD檢測(cè)器在400nm處具有通常為50％或更低的QE。如果能將發(fā)射的波長(zhǎng)移至更長(zhǎng)波長(zhǎng)，則CCD和其它半導(dǎo)體檢測(cè)器將以更高的QE檢測(cè)發(fā)射。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了這些問題的解決方案。
根據(jù)本發(fā)明的特征，提供一種存儲(chǔ)熒光成像系統(tǒng)，包括光源，用于產(chǎn)生被導(dǎo)向存儲(chǔ)潛像的存儲(chǔ)熒光體的激勵(lì)輻射；諧振微腔轉(zhuǎn)換器，用于將從所述的存儲(chǔ)熒光體發(fā)射的輻射轉(zhuǎn)換為比所述發(fā)射的輻射波長(zhǎng)更長(zhǎng)的輻射，但是其具有基本上比Lambertian分布窄的角亮度分布；和檢測(cè)器，用于檢測(cè)所述較長(zhǎng)波長(zhǎng)的輻射。
本發(fā)明的有利效果本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)。
1.提供一種存儲(chǔ)熒光體讀出系統(tǒng)，其導(dǎo)致更窄范圍的受激發(fā)射角度并將波長(zhǎng)移向更長(zhǎng)的波長(zhǎng)，在該更長(zhǎng)波長(zhǎng)處一般半導(dǎo)體光電檢測(cè)器具有高QE。


圖1示出了使用飛點(diǎn)方法的存儲(chǔ)熒光讀出系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)包括根據(jù)本發(fā)明的諧振腔轉(zhuǎn)換器。
圖2示出了圖1的諧振腔轉(zhuǎn)換器的截面圖。
圖3A示出了結(jié)合了二向色反射濾光器和根據(jù)本發(fā)明的諧振腔轉(zhuǎn)換器、沿著與屏表面成接近90度的方向發(fā)生激勵(lì)和收集的行激勵(lì)讀出系統(tǒng)的側(cè)面正視圖。
圖3B是示出了更遠(yuǎn)距離的圖的概略圖，其示意性地示出了橫跨圖3A的屏寬度的多于一個(gè)的激勵(lì)和檢測(cè)單元。
圖4示出了使用本發(fā)明的諧振腔轉(zhuǎn)換器、沿著小于90度的方向發(fā)生激勵(lì)并沿著與屏成接近90度的方向發(fā)生收集而不需要二向色反射濾光器的行激勵(lì)讀出系統(tǒng)的側(cè)面正視圖。
圖5示出了具有與存儲(chǔ)熒光屏緊密接觸的本發(fā)明的諧振轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)的截面正視圖。
具體實(shí)施例方式
如在此以下詳細(xì)描述的，本發(fā)明用于存儲(chǔ)熒光讀出系統(tǒng)，該讀出系統(tǒng)導(dǎo)致更窄范圍的受激發(fā)射角度并將波長(zhǎng)移向更長(zhǎng)的波長(zhǎng)，在該更長(zhǎng)波長(zhǎng)處一般的半導(dǎo)體光電檢測(cè)器具有高QE。結(jié)合一種諧振微腔器件用于進(jìn)行該受激發(fā)射的轉(zhuǎn)變。
參考圖1，示出一種結(jié)合了根據(jù)本發(fā)明的諧振微腔器件的存儲(chǔ)熒光讀出系統(tǒng)。激光器101產(chǎn)生穿過用于在掃描期間控制激光曝光的亮度調(diào)制器102的激光10，例如，如果掃描電流計(jì)用于激光束控制的話，則在回掃期間關(guān)閉激光器。然后激光束10穿過將波束擴(kuò)展至需要的尺寸的波束成形光學(xué)部件103，以使隨后的聚焦和控制光學(xué)部件105在存儲(chǔ)熒光屏107上產(chǎn)生需要的點(diǎn)尺寸。通過電流計(jì)掃描器或旋轉(zhuǎn)光學(xué)多面體104，在快速掃描方向上橫跨屏107以行掃描來光柵掃描激光束。在慢速掃描的方向12上(垂直于激光光柵)以一速率移動(dòng)存儲(chǔ)熒光屏107，以使在慢速掃描方向上獲得需要的像素尺寸。根據(jù)本發(fā)明，將諧振微腔轉(zhuǎn)換器106設(shè)置成非常接近存儲(chǔ)熒光屏107，以使激光束10穿過它。來自存儲(chǔ)熒光屏107的受激發(fā)射以接近Lambertian的亮度分布發(fā)射。轉(zhuǎn)換器106吸收熒光發(fā)射，且將該熒光發(fā)射轉(zhuǎn)換為比受激熒光發(fā)射的波長(zhǎng)長(zhǎng)的發(fā)射，但是具有比Lambertian窄很多的角亮度分布。Lambertian分布是其中每單元立體角的發(fā)射亮度隨著自發(fā)射表面的法向測(cè)量的角度的余弦而降低的一種分布。由此，由于60度的余弦是0.5，因此Lambertian具有+/-60度的半峰全寬(FWHM)。轉(zhuǎn)換器106具有顯著小于Lambertian的角亮度分布。由此，轉(zhuǎn)換器法射的角亮度分布比發(fā)射角的余弦降低得快。用于該應(yīng)用的優(yōu)選轉(zhuǎn)換器具有小于或約為+/-45度的FWHM，或更優(yōu)選小于或約為+/-30度的FWHM的角亮度分布。
轉(zhuǎn)換器發(fā)射由收集器108收集并導(dǎo)向?yàn)V光器109。該濾光器阻礙激光輻射被檢測(cè)器110感測(cè)，但是通過大部分的轉(zhuǎn)換器發(fā)射。檢測(cè)器110感測(cè)轉(zhuǎn)換器發(fā)射并將信號(hào)提供給隨后的數(shù)字化電子部件111。整個(gè)系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)112控制?？稍陲@示器113上觀看圖像數(shù)據(jù)，并將該圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器件114中。
轉(zhuǎn)換器106是諧振微腔器件。在圖2中示出的是這種轉(zhuǎn)換器的示意性結(jié)構(gòu)的截面圖。如所示出的，轉(zhuǎn)換器106包括對(duì)于轉(zhuǎn)換器發(fā)射和存儲(chǔ)熒光體激勵(lì)光都透射的基板210?；?10可以是透明的玻璃或塑料。在基板210上沉積底部介電疊層220，其由交替的高和低折射系數(shù)介電材料構(gòu)成。將底部介電疊層220設(shè)計(jì)成對(duì)預(yù)定范圍波長(zhǎng)的微腔發(fā)射是反射的，但是對(duì)存儲(chǔ)熒光體激勵(lì)波長(zhǎng)是透射的。典型的高和低折射系數(shù)材料分別是TiO2和SiO2。然而，可使用Ta2O5替換TiO2。底部介電疊層220通過標(biāo)準(zhǔn)電子束沉積來沉積，典型的沉積溫度是240℃。有機(jī)活性區(qū)230沉積于底部介電疊層220上方?；钚詤^(qū)可由小分子量有機(jī)材料、共軛聚合物有機(jī)材料或兩者的組合構(gòu)成。小分子量有機(jī)材料通常通過高真空(10-6乇)熱蒸發(fā)來沉積，而共軛聚合物通常通過旋轉(zhuǎn)鑄造來形成。
圖2示出了不是體層而是多層復(fù)合的有機(jī)活性區(qū)230。依照Brueck等人的在1989年11月14日公布的、發(fā)明人為Brueck等人的、用于無機(jī)VCSEL激光器的美國(guó)專利4,881,236中的建議，有機(jī)活性區(qū)230含有一個(gè)或多個(gè)有機(jī)周期增益區(qū)(organic periodic gain region)260，其通過間隔層270分開。有機(jī)周期增益區(qū)260的厚度通常小于50nm，優(yōu)選厚度為5至25nm。選擇間隔層270的厚度以使有機(jī)周期增益區(qū)與腔的固定電磁場(chǎng)的波腹對(duì)準(zhǔn)。在活性區(qū)中使用周期增益區(qū)導(dǎo)致較大的能量變換效率和不希望的自發(fā)發(fā)射的大大降低?？傊?，活性區(qū)230包括一個(gè)或多個(gè)有機(jī)周期增益區(qū)260和設(shè)置在(多個(gè))周期增益區(qū)的任意一側(cè)上并設(shè)置成使得(多個(gè))周期增益區(qū)與器件的固定波電磁場(chǎng)的波腹對(duì)準(zhǔn)的間隔層270。選擇活性周期增益區(qū)的數(shù)目以獲得熒光受激發(fā)射的需要的吸收。周期增益區(qū)的數(shù)目通常在2至10的范圍內(nèi)。
有機(jī)周期增益區(qū)260由小分子量有機(jī)材料或以高量子效率發(fā)熒光的聚合有機(jī)材料構(gòu)成。在該實(shí)施例中，優(yōu)選使用主體-摻雜劑(host-dopant)組合作為增益介質(zhì)，由于其可(通過Forster能量轉(zhuǎn)移機(jī)制)導(dǎo)致非常小的未泵浦的帶至帶(band-to-band)吸收系數(shù)，該吸收系數(shù)在發(fā)射波長(zhǎng)對(duì)增益介質(zhì)來講＜1cm-1(M.Berggren等人的Nature 389，466 )。對(duì)于發(fā)綠光的微腔有用的主體-摻雜劑組合的實(shí)例是三(8-羥基喹啉)鋁(Alq)作為主體而[10-(2-苯并噻唑基)-2，3，6，7-四氫化-1，1，7，7-四甲基-1H，5H，11H-[1]苯并吡喃[6，7，8-ij]quinolizin-11-one](C545T)作為摻雜劑(體積比0.5％)。其它的主體-摻雜劑組合可用于其它的波長(zhǎng)區(qū)域的發(fā)射，如用藍(lán)和紅的波長(zhǎng)區(qū)域。
對(duì)于包括聚合材料的有機(jī)周期增益區(qū)260來講，它們可由單聚合成分、兩種或多種聚合材料的混合物或摻雜的聚合物或聚合物混合物構(gòu)成。增益介質(zhì)也可以是多于一種的具有或不具有摻雜劑的非聚合和聚合材料材料的組合。之前列出了非聚合分子的典型摻雜劑。非聚合的摻雜劑可以分子分散到聚合物的主體中，或者摻雜劑可通過將次要成分共聚合到主聚合物中來添加。典型的聚合材料包括但不限于取代的和未取代的聚(p-亞苯基亞乙烯基)(PPV)衍生物、取代的和未取代的聚(p-亞苯基)(PPP)衍生物、取代的和未取代的聚芴(PF)衍生物、取代的和未取代的聚(p-吡啶)、取代的和未取代的聚(p-pyridalvinylene)衍生物和取代的、未取代的聚(p-亞苯基)梯形或梯凳形聚合物以及其共聚物，如由Diaz-Garcia等人在美國(guó)專利5,881,083及其參考文獻(xiàn)中教導(dǎo)的。取代物包括但不限于烷基、環(huán)烷基、烯基、芳基、異芳基(heteroaryl)、烷氧基、芳氧基、氨基、硝基、硫代、鹽、羥基和氰基。典型的聚合物是聚(p-亞苯基亞乙烯基)、二烴基-、二芳基-、二氨基-或二烷氧基-取代的PPV、單烷基-單烷氧基-取代的PPV、單芳基-取代的PPV、9，9’-二烴基或二芳基-取代的PF，9，9’-單烷基-單芳基取代的PF、9-單烷基或芳基取代的PF、PPP、二烴基-、二氨基、二芳基或二烷氧基-取代的PPP、單烷基、芳基、烷氧基或氨基-取代的PPP。此外，可使用聚合材料如聚(N-乙烯基咔唑)(PVK)、聚噻吩、據(jù)吡咯、聚苯胺，和共聚物如聚(3，4-乙烯二氧基噻吩)/聚(4-苯乙烯磺酸鹽)，其也稱作PEDOT/PSS。
對(duì)于間隔層270，優(yōu)選使用對(duì)微腔發(fā)射290、入射的受激發(fā)射光280(由熒光屏產(chǎn)生)和激勵(lì)存儲(chǔ)熒光體的激光高度透明的材料。在該實(shí)施例中，選擇有機(jī)層1，1-二-(4-二(4-甲基-苯基)-氨基-苯基)-環(huán)己烷(TAPC)作為間隔材料，因?yàn)槠湓谡麄€(gè)可見光和近UV光譜具有非常低的吸收，且其折射率稍低于Alq的折射率。該折射率差異是有用的，這是由于其有助于最大化固定電場(chǎng)波腹和周期增益區(qū)260之間的重疊。其它有用的間隔層材料是無機(jī)化合物如SiO2，其可以是熱或電子束蒸發(fā)沉積的。
在活性區(qū)230之后沉積頂部介電疊層240。該頂部介電疊層240與底部介電疊層220相間隔，且對(duì)于預(yù)定波長(zhǎng)范圍的光是反射的。其組成與底部介電疊層220的材料相似。由于頂部介電疊層240沉積于有機(jī)基的活性區(qū)上方，因此其沉積溫度必須保持低，以避免熔化有機(jī)物。結(jié)果，頂部介電疊層240的典型沉積溫度是70℃。為了獲得良好的發(fā)射效率，優(yōu)選頂部介電疊層240對(duì)微腔發(fā)射波長(zhǎng)的峰值反射率大于99％，優(yōu)選大于99.9％，以防止微腔光發(fā)射穿過其射出。對(duì)于底部介電疊層220，為了增強(qiáng)外耦合效率(out-coupling efficiency)，優(yōu)選疊層反射率小于99％，其中進(jìn)一步降低底部疊層反射率導(dǎo)致了更高的外部效率、更大的光譜線寬和更大的微腔光發(fā)射錐形角?？傊?，應(yīng)選擇底部介電疊層220以使其峰值反射率小于99％。結(jié)果，增加了光譜線寬，從而導(dǎo)致改善的能量轉(zhuǎn)化效率。事實(shí)上，通過將底部介電疊層220的峰值反射率降低至小于85％，確定能量轉(zhuǎn)換效率可大于20％。對(duì)于以400nm附近的峰值受激發(fā)射波長(zhǎng)使用的一般存儲(chǔ)熒光材料和綠色光輻射微腔來講，這導(dǎo)致了外部量子轉(zhuǎn)換效率超過30％。
如圖2中示出的，微腔轉(zhuǎn)換器106通過來自熒光屏107的受激發(fā)射來光學(xué)驅(qū)動(dòng)，且發(fā)出具有比Lambertian窄很多的角亮度分布的光290。為了提高器件的能量轉(zhuǎn)換效率，需要將另外的介電層加到兩個(gè)介電疊層，以使頂部介電疊層240對(duì)于熒光發(fā)射280高度透光，而底部介電疊層220對(duì)熒光發(fā)射高度反射。設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)的結(jié)果是，微腔發(fā)射主要穿過基板210發(fā)生。圖2示出了穿過底部介電疊層220和基板210的微腔發(fā)射290?；蛘?，光學(xué)地泵浦該微腔結(jié)構(gòu)穿過基板210和底部介電疊層220，微腔發(fā)射通過介電疊層反射率的適當(dāng)設(shè)計(jì)主要穿過頂部介電疊層240發(fā)出。
如圖1中所示，借助非常接近熒光屏的微腔轉(zhuǎn)換器106，轉(zhuǎn)換器的外部表面中的一個(gè)或兩個(gè)可具有另外的介電疊置涂層，以最小化激光激勵(lì)光的反射，以降低雜散光，即，激光輻射擊中除了需要的像素區(qū)域之外的屏區(qū)域。
圖1中示出的結(jié)構(gòu)具有一般標(biāo)記的收集器108?？蓪⑹占髦圃斐晒鈱?dǎo)管導(dǎo)向器，如1992年8月11日公布的、發(fā)明人為Miyagawa等人的美國(guó)專利5,138,161中公開的。這些光導(dǎo)管導(dǎo)向器使用全內(nèi)反射以將發(fā)射導(dǎo)向檢測(cè)器110，因此光在光導(dǎo)材料內(nèi)部傳播。用在存儲(chǔ)熒光屏107中的一般熒光材料是摻雜銪的氟鹵化鋇。該材料的發(fā)射具有400nm附近的峰值波長(zhǎng)，半峰全寬在40nm附近，因此收集器108的光導(dǎo)材料在藍(lán)和近紫外線波長(zhǎng)的范圍必須具有高的透射性以有效收集，由此限制了可能的候選材料。借助微腔轉(zhuǎn)換器106，將該輻射波長(zhǎng)移向綠光波長(zhǎng)，因此更多的塑膠材料變?yōu)橹圃旃鈱?dǎo)收集器108的候選材料。而且，聚集更長(zhǎng)波長(zhǎng)微腔轉(zhuǎn)換器發(fā)射的光導(dǎo)108不必與可比的直接受激發(fā)射光導(dǎo)收集器的厚度一樣厚，這是由于微腔發(fā)射角的范圍比受激發(fā)射的相近Lambertian形狀小很多。作為圖1中所示結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)，柱面透鏡或透鏡陣列可用于將微腔發(fā)射聚集和再定向至光收集器108。
在圖3A和3B中示出的另一優(yōu)選實(shí)施例中，使用行激勵(lì)并將分段的檢測(cè)器用于沿著激勵(lì)行提供像素清晰度(pixel definition)，與2002年4月16日公布的、發(fā)明人為Mueller等人的美國(guó)專利6,373,074和2002年1月24日公開的、發(fā)明人為Arakawa等人的美國(guó)專利申請(qǐng)公開2002/0008212A1中公開的相似。圖3B示出了激勵(lì)和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的更遠(yuǎn)距離的圖。存在多個(gè)激勵(lì)和監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)300。圖3B示出了相同數(shù)目的具有其相關(guān)透鏡302的激勵(lì)光源301和具有其相關(guān)成像透鏡304的分段檢測(cè)器305，但是這并不本申請(qǐng)的要求。激勵(lì)光源和分段檢測(cè)器的數(shù)目可以不相同。如圖3A中所示，存在至少一個(gè)激勵(lì)光源301。通過至少一個(gè)相應(yīng)的透鏡302，將(多個(gè))激勵(lì)束定形成為在存儲(chǔ)熒光屏107上的聚焦行，通過鏡330反射，首先穿過二向色濾光器303和微腔轉(zhuǎn)換器106。二向色濾光器303透過長(zhǎng)波長(zhǎng)的激勵(lì)光，但是反射較短波長(zhǎng)的微腔轉(zhuǎn)換器發(fā)射。該微腔轉(zhuǎn)換器106設(shè)置得非常接近存儲(chǔ)熒光屏107，與存儲(chǔ)熒光屏107的頂部的間隔在0.025至0.5mm的范圍，優(yōu)選在0.025至0.1mm的范圍。來自存儲(chǔ)熒光屏107的受激發(fā)射由轉(zhuǎn)換器106吸收，且由轉(zhuǎn)換器106以比受激發(fā)射長(zhǎng)的波長(zhǎng)再發(fā)射，且其亮度分布比Lambertian的窄很多。該轉(zhuǎn)換器發(fā)射由二向色濾波器303反射，且導(dǎo)向至至少一個(gè)成像透鏡304，該成像透鏡304又將發(fā)射的圖像聚焦到相應(yīng)的分段檢測(cè)器305上。該濾光器309急劇地降低了到達(dá)分段檢測(cè)器305的任何殘余激勵(lì)光的亮度，但是通過了轉(zhuǎn)換器發(fā)射的相當(dāng)大的部分，以使其能夠被分段檢測(cè)器305感測(cè)。由圖像處理系統(tǒng)306聚集、處理、存儲(chǔ)并有可能觀測(cè)檢測(cè)器305的該輸出。在垂直于激勵(lì)行的方向110上以一速率移動(dòng)存儲(chǔ)熒光屏107，以使系統(tǒng)隨后的讀出產(chǎn)生在掃描方向上的需要的像素尺寸。
與由成像透鏡304提供的放大倍數(shù)一起選擇檢測(cè)器305的片段尺寸，以在行激勵(lì)方向上獲得需要的像素尺寸。該結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換器106具有與前面所描述的相似的特性和結(jié)構(gòu)。為了保持微腔轉(zhuǎn)換器106和相關(guān)的收集和檢測(cè)部件之間的最佳間隙，并且為了防止與存儲(chǔ)熒光屏107表面的碰撞，現(xiàn)行定位(active position)的一些裝置是必要的。該現(xiàn)行定位功能沒有在圖中示出，但是通過在此提及的內(nèi)容可理解，其是圖3A中示出的結(jié)構(gòu)的可能部件。
圖4中示出了另一優(yōu)選實(shí)施例。該結(jié)構(gòu)與圖3中示出的非常相似，但是已經(jīng)移除二向色濾光器，且激勵(lì)光源301以小于90度的角度撞擊存儲(chǔ)熒光屏107上。定向分段檢測(cè)器305、成像透鏡304和濾光器309，以便與熒光屏107和轉(zhuǎn)換器106成大于90度的角度。對(duì)于轉(zhuǎn)換器的屏間隔和屏傳送的考慮與上面對(duì)圖3A所描述的相同。
圖3A和4中示出的結(jié)構(gòu)具有橫跨整個(gè)屏寬度的行激勵(lì)和收集，相對(duì)于激勵(lì)和收集系統(tǒng)掃描屏。行激勵(lì)和收集系統(tǒng)(301，302，303，106，304，305，309)的可替換結(jié)構(gòu)應(yīng)較小，以使只激勵(lì)短線性段，現(xiàn)在線性激勵(lì)行的方向平行于屏移動(dòng)方向。橫跨屏以與非常公知的噴墨印刷機(jī)中的噴墨打印頭所使用的方式相似的方式光柵掃描該較小的激勵(lì)和收集系統(tǒng)。然而，代替用打印機(jī)將墨放下，該激勵(lì)和檢測(cè)系統(tǒng)將激勵(lì)曝光放下，收集并檢測(cè)相應(yīng)的發(fā)射。如上所述，需要控制激勵(lì)和檢測(cè)系統(tǒng)與熒光屏之間的間隔的一些裝置，以保持需要的圖像分辨率，且防止轉(zhuǎn)換器和熒光屏之間的任何碰撞。
在圖5中示出的另一優(yōu)選實(shí)施例中，微腔轉(zhuǎn)換器106覆蓋存儲(chǔ)熒光屏107，并與其緊密接觸，但是不與其光學(xué)耦合。仍使用用于讀出圖1、圖3A和圖4中示出的存儲(chǔ)熒光屏的不同電流計(jì)結(jié)構(gòu)，但是該轉(zhuǎn)換器現(xiàn)在覆蓋整個(gè)屏。在此該利處主要用于圖3A和圖4的行激勵(lì)結(jié)構(gòu)的再成像。通過屏和轉(zhuǎn)換器之間的緊密但非光學(xué)的接觸，不會(huì)損失再成像轉(zhuǎn)換器發(fā)射的分辨率，這是由于在屏和轉(zhuǎn)換器之間不存在間隙。對(duì)于該實(shí)施例，當(dāng)使用一般摻雜銪的氟鹵化物熒光屏?xí)r，可設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換器的介電疊層以發(fā)生425至500納米范圍內(nèi)的一些透射，以最大化來自擦除燈的光的使用，這是由于一般擦除燈是寬波長(zhǎng)發(fā)射器。
盡管已經(jīng)描述了以特定波長(zhǎng)的光激勵(lì)并產(chǎn)生特定波長(zhǎng)的發(fā)射光的特定存儲(chǔ)熒光屏材料，但是應(yīng)理解，可使用具有不同波長(zhǎng)的激勵(lì)和發(fā)射光的其它存儲(chǔ)熒光屏材料。在這種情況下，也可使用適合的微腔轉(zhuǎn)換器材料。
已經(jīng)具體參考其一些優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是應(yīng)理解，可在本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)進(jìn)行變化和改進(jìn)。
部件列表10 激光束12 慢掃描方向101 激光器102 調(diào)制器103 波束成形光學(xué)部件104 旋轉(zhuǎn)多面鏡105 控制光學(xué)部件106 微腔轉(zhuǎn)換器107 存儲(chǔ)熒光屏
108 光收集器109 濾光器110 檢測(cè)器111 數(shù)字化電子部件112 計(jì)算機(jī)113 顯示器114 存儲(chǔ)器件210 基板220 底部介電疊層230 有機(jī)活性區(qū)240 頂部介電疊層260 有機(jī)周期增益區(qū)270 間隔層280 受激發(fā)射光290 微腔發(fā)射300 多個(gè)激勵(lì)和監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)301 激勵(lì)光源302 成像透鏡303 二向色濾光器304 成像透鏡305 分段檢測(cè)器306 成像處理系統(tǒng)307 濾光器308 鏡
權(quán)利要求
1.一種存儲(chǔ)熒光成像系統(tǒng)，包括光源，用于產(chǎn)生被導(dǎo)向到存儲(chǔ)潛像的存儲(chǔ)熒光體的激勵(lì)輻射；諧振微腔轉(zhuǎn)換器，用于將來自所述存儲(chǔ)熒光體的發(fā)射的輻射轉(zhuǎn)換為比所述發(fā)射的輻射波長(zhǎng)長(zhǎng)的輻射，但具有比Lambertian分布窄很多的角亮度分布；和檢測(cè)器，用于檢測(cè)所述較長(zhǎng)波長(zhǎng)輻射。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，包括光收集器，設(shè)置該光收集器以收集來自所述轉(zhuǎn)換器的光并將其導(dǎo)向至所述檢測(cè)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中所述光收集器是光導(dǎo)管導(dǎo)向器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)，包括用于將來自所述微腔的輻射聚集并再定向到所述光收集器中的柱面透鏡或透鏡陣列之一。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中將所述轉(zhuǎn)換器設(shè)置得非常接近并橫跨存儲(chǔ)熒光體的寬度，且包括用于以所述熒光體的行掃描來掃描來自所述光源的激勵(lì)輻射束的掃描器，所述激勵(lì)輻射穿過所述轉(zhuǎn)換器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述轉(zhuǎn)換器在尺寸上與所述的存儲(chǔ)熒光體同延，且所述轉(zhuǎn)換器設(shè)置得與所述存儲(chǔ)熒光體非常接近。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述轉(zhuǎn)換器包括a)基板；b)底部介電疊層，對(duì)于預(yù)定波長(zhǎng)范圍的光是反射的，且設(shè)置在基板上方；c)用于產(chǎn)生微腔發(fā)射的活性區(qū)；d)頂部介電疊層，與底部介電疊層相間隔，并對(duì)于預(yù)定波長(zhǎng)范圍的光是反射的；和e)活性區(qū)，包括一個(gè)或多個(gè)周期增益區(qū)和設(shè)置在周期增益區(qū)的任意一側(cè)上的間隔層，設(shè)置該活性區(qū)以使周期增益區(qū)與器件的駐波電磁場(chǎng)的波腹相對(duì)準(zhǔn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中受激發(fā)射光被透射并穿過至少一個(gè)介電疊層被引入到活性區(qū)中。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中一個(gè)或多個(gè)周期增益區(qū)是有機(jī)主體材料和摻雜劑的組合，且間隔層實(shí)質(zhì)上對(duì)受激發(fā)射光和微腔發(fā)射光是透明的。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其中主體材料是三(8-羥基喹啉)鋁，摻雜劑是[10-(2-苯并噻唑基)-2，3，6，7-四氫化-1，1，7，7-四甲基-1H，5H，11H-[1]苯并吡喃[6，7，8-ij]quinolizin-11-one]，間隔層包1，1-二-(4-二(4-甲基-苯基)-氨基-苯基)-環(huán)己烷或二氧化硅。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中周期增益區(qū)包括聚合物材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中來自所述諧振微腔轉(zhuǎn)換器的發(fā)射具有小于或約為+/-45度的半峰全寬的角亮度分布。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中來自所述諧振微腔轉(zhuǎn)換器的發(fā)射具有小于或約為+/-30度的半峰全寬的角亮度分布。
全文摘要
一種成像系統(tǒng)，包括透鏡；設(shè)置在透鏡前面的二向色濾光器；和設(shè)置在透鏡和二向色濾光器之間的高通濾波器。適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)調(diào)整這種成像系統(tǒng)的各部件，以減少與發(fā)熒光物質(zhì)的寬角度成像相關(guān)的成像假象。
文檔編號(hào)G01T1/29GK1882851SQ200480034253
公開日2006年12月20日 申請(qǐng)日期2004年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月20日
發(fā)明者D·P·特勞埃爾尼希特, K·B·卡亨 申請(qǐng)人:伊斯曼柯達(dá)公司