高性能X射线探测器为高端数字化医疗影像设备DR、计算机断层扫描CT以及乳腺断层扫描DBT等多种医疗设备中的核心硬件。国际上，基于针状CsI闪烁体的间接型X射线平板探测器已经全面取代了X射线胶片，占据了高分辨率需求下的高端国际市场；我国近年来开始了X射线平板探测器的国产化生产，基本沿用了该技术路线。当前，这种平板结构的探测技术已发展至瓶颈，无法进一步在提高探测灵敏度的同时保持高成像分辨率，国际上都纷纷在寻求新的探测器技术。现有的间接型平板DR探测器中，为了进一步提升探测效率特别是高能X射线的探测效率，人们需要大幅增加闪烁体材料的吸收层厚度，但是由于荧光信号的散射，继续增加厚度得到的荧光信号增强效应非常有限，而且会急剧牺牲成像的空间分辨率，因此探测灵敏度和成像分辨率进一步优化的空间有限，无法满足未来的发展需求（左图：团队研发的新型高灵敏度多能谱型X射线探测器）。
我们计划采用厚度仅为30 um的新型薄膜铜铟镓硒（CIGS）器件取代传统的几百微米厚度的多晶硅光电二极管或者是CCD层。一方面，CIGS的可见光区域光电转换效率更高，在动态成像场景下具有成像速度快的优势。更为重要的是，只有基于这种超薄光电层结构才能保证闪烁体材料层厚度和光电层厚度的高占空比，实现X射线探测器全新的3D结构设计，通过将X射线传播方向和可见光荧光信号传播方向的垂直配置，从而在不牺牲分辨率的情况下将吸收层厚度从300微米提升到3毫米以上，实现高灵敏度检测；基于对不同能量X射线穿透深度方向的空间分辨，获得不同能量分辨成像能力。
