针对传统的纤维光锥耦合式X射线探测器存在"多余"的耦合界面层会造成光通量损失,降低探测器的空间分辨率等问题,提出了基于电荷耦合器件(CCD)的光锥直接耦合方法。该方法采用带有高增益微通道板的图像增强器实现前置放大,像增强器通过纤维光锥直接与CCD的光敏面耦合,既作为光学转换器件,也起到放大作用。实验表明:这种耦合方法减少了光损失,空间分辨率提高一倍以上。

利用光锥的无畸变传输特性,将它作为光学中继元件,以光敏胶为耦合介质,把X射线像增强器和电荷耦合器件(CCD)耦合起来,组成X射线成像器件。探讨了光锥与CCD的耦合工艺,给出了耦合过程中的关键技术并通过实验分析了空气和光敏胶作为耦合介质对光锥与CCD耦合效率的影响。实验表明,X射线成像器件的空间分辨率达到3.5 lp/mm,对人体的X射线透视成像效果好,能够满足小幅面的医学成像和无损检测的要求。

为了满足便携式X射线数字图像采集的需要，提出了基于DirectShow的数字图像采集实现的方法。通过编写相应代码来捕捉以USB2.0协议进行数据传输的CMOS图像传感器经光锥耦合像增强器后传送的图像信息，实验结果表明该图像采集模块是可行的、有效的。