非晶硅间接TFT平板探测器工作原理
数字射线照相系统中，非晶硅平板探测器通过薄膜晶体管(TFT)阵列实现间接读出。这种平板探测器运用了与LCD（液晶显示器）相似的技术，即薄膜晶体管(TFT)阵列，它使得LCD的每个像素都能正确控制，而在X射线检测中，则用于读取每个检测器元件(DEL)的数据。
当X射线穿过人体后，先被转换为可见光。每个X射线都被转化为多个光子，这些光子在穿过面板时分散开来。常用的闪烁剂，如基于钆的GOS、Gadox、Gd₂O₂S或碘化铯(CsI)，负责这一转换过程。
接下来，可见光光子被光电二极管捕获并转换为电信号。这些光电二极管通常由非晶硅制成，当光子撞击时，会产生电子和空穴对。这种材料选择是基于其能够高效地将从闪烁体出来的光子转化为光电流，即光传输的能量所产生的电流，这主要得益于其特定的材料特性，特别是硅的带隙。
光电二极管将光转换为电信号后，TFT阵列便负责读取这些电荷。TFT阵列基于玻璃基板，硅作为导体连接电路的各个部分。同时，二氧化硅作为绝缘体用于构建电路，确保所有电子电路都是平坦的并内置在TFT中。
在TFT中，每个检测器元件(DEL)都有一个活动区域，用于累积电荷变化。此外，还有电容器用于存储电荷和TFT开关，当需要从该DEL读取数据时，开关会打开。然而，这些额外的电子设备占用了空间，且它们的尺寸无法与检测器元件同步缩小。因此，随着检测器元件尺寸的减小，作为有效区域的DEL的相对比例（即填充比例）会相应减少。
由于信号是从活动区域读出的，因此更高的填充率会提高检测器的效率，因为更多的X射线穿过患者后会被用于检测器上的测量。这种效率直接关联到系统的剂量效率，是限制单个DEL大小的关键因素之一，因为我们还需要确保高剂量效率。
较高的填充率虽有助于提升采集效率，但并不直接提高空间分辨率。为了改善空间分辨率，需要减小DEL的尺寸，因为空间分辨率很大程度上受像素有效尺寸的影响。同时，任何X射线系统的分辨率都会受到焦点模糊的显著影响。通过综合考虑这些因素，我们能够设计出既高效的非晶硅平板探测器。
