X光图像增强器通常制成圆柱形，内部真空容器包含多个部件。x射线敏感输入荧光屏转换不可见的x射线光子图像为可见光图像。可见光光子激发光电阴极发射电子图像。电子被几千伏特的电压加速，聚焦在荧光屏上，从而形成可见光的图像。

可见光图像反映了光线潜像的细节，亮度大大增强。图像可由具有较高灵敏度的电视摄像机系统观察，或通过CCD摄像机等数字采集系统发送到计算机进行处理和识别。

X光图像增强器主要由以下几个部分组成:输入屏幕、输入闪烁晶体、光电阴极、真空管和聚焦电极、输出闪烁体、输出屏幕。

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