[發明專利]閃爍體及閃爍體探測器

無效

• 申請號: 201010224830.4
• 申請日: 2010-07-08
• 公開（公告）號: CN101893716A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 姜小盼;曹興忠;秦秀波;李卓昕;于潤升;王寶義;魏龍
• 申請（專利權）人: 中國科學院高能物理研究所
• 主分類號: G01T1/20
• 分類號: G01T1/20
• 代理公司: 北京市中聯創和知識產權代理有限公司 11364
• 代理人: 劉春生;張松林

技術領域

本發明涉及一種閃爍體及閃爍體探測器，尤其涉及一種具有反射凹槽的閃爍體及閃爍體探測器。

背景技術

正電子湮沒技術能夠無損地探測材料近表面的微觀缺陷信息，是分析材料性質的有效手段。在正電子素飛行時間譜(Ps-TOF)測量方法中，材料的相關信息主要通過飛出材料表面的o-Ps獲取，o-Ps脫離樣品后，在真空管道中飛行一段距離，然后發生雙γ或三γ湮沒，所產生的γ以4π立體角發射，對于Ps-TOF來講，所要收集的主要是發射方向垂直于正電子素飛行軸線的γ，所以，只需要對平面內以2π角發射的γ進行收集即可。為了盡可能的獲取信息，對平面內以2π角發射的γ的收集效率顯得尤為重要。

由于光電倍增管尺寸和數量的限制，必須將平面內2π角發射的γ收斂到狹小區域進行探測，目前主要的方法是利用光錐的原理，把閃爍體截面加工成梯形，將閃爍熒光從大端面反射到小端面，在小端面連上光導和光電倍增管進行收集。

對于現有的梯形截面的閃爍體來講，主要利用的是光錐的原理，將光線從大端收斂到小端進行探測。如圖1所示，光錐錐頂角為2β，光線進入光錐前與光錐軸的夾角為i，即入射角為i。經折射后折射角為o，光線從光錐大端入射以后，在光錐壁上進行反射，每反射一次，在光錐壁上的入射角就減小2β，光線在光錐內第n次反射時對應的入射角i_n＝90°-[o+(2n-1)β]，(n＝1，2，3...)。光線在光錐壁上每反射一次，光線與錐軸夾角就增大2β，光線第n次反射后對應的反射光線與錐軸交角o_n＝o+2nβ，(n＝1，2，3...)。由此可以發現，錐頂角越小越有利于光線從大端向小端的反射，但要收斂到合適的面積，需要的光錐尺寸較大，造成較大的平均光程及光程差異，導致信號的時間展寬變寬，同時由于光線在閃爍體內部的多次反射以及閃爍體的自吸收，會造成光損失，對信號的采集與分析造成干擾，影響實驗結果的準確性。而且，在反射的過程中，由于入射角的不斷減小，可能出現光線反向大端面的情況，對信號的影響更為突出。

發明內容

本發明的目的在于提出一種能夠提高探測效率及時間分辨的閃爍體及閃爍體探測器。

為了達到上述目的，本發明提出了一種閃爍體，用于閃爍體探測器，該閃爍體的截面呈近似梯形，在該閃爍體上設有一反射凹槽，該反射凹槽的開口端位于該閃爍體的大端面，其寬度自該閃爍體的的大端面朝向其小端面逐漸變小。

本發明所述的閃爍體，其中，所述反射凹槽的截面呈V形。

本發明所述的閃爍體，其中，所述V形截面的頂點通過如下方法確定：選取該閃爍體的近似梯形截面的下底邊的垂直平分線上的任意一點作為放射源，該放射源的射線入射至該閃爍體的所述近似梯形截面的一腰邊產生向另一腰邊全反射的反射線，選定反射到所述近似梯形截面的另一腰邊與其上底邊相交點的反射線，以該選定的反射線與該垂直平分線的交點作為V形截面的頂點。

本發明所述的閃爍體，其中，所述V形截面的底邊可為所述近似梯形截面的下底邊。

本發明所述的閃爍體，其中，所述近似梯形截面由對稱切除梯形截面的下底邊的兩邊角而形成，所述邊角切邊的長度為2到4厘米。

本發明所述的閃爍體，其中，所述的切邊的長度相等且切邊延線呈直角相交。

本發明所述的閃爍體，其中，所述閃爍體用高反射材料包裹，以輔助光線反射；其中，所述高反射材料包括：鍍鋁薄膜、鋁箔、MgO。

本發明還提供了一種具有上述閃爍體的閃爍體探測器，包括：上述閃爍體，用于接收放射性射線并發出閃爍光；光導，其一端連接至該閃爍體的小端面，用于接收并傳輸從該閃爍體發出的閃爍光；以及光電倍增管，其連接至該光導的另一端，用于收集從該光導傳輸來的閃爍光。

本發明所述的閃爍體探測器，其中，所述閃爍體的小端面的形狀和尺寸與光導的入光面的形狀和尺寸相同。

本發明所述的閃爍體探測器，其中，所述光導出光面的形狀和尺寸與光電倍增管連接該出光面的端面的形狀和尺寸相同。

根據上述技術方案，本發明的有益效果為：

1.通過增加反射面，減小了光線的平均光程，有效信號的比例提高，從而提高了探測器的探測效率；減小了光線的光程差異，縮減了其信號的半高全寬(FWHM)和十分之一高寬，從而提高了探測器的時間分辨。

2.節省了材料，降低了造價。

附圖說明

圖1為梯形截面閃爍體的光錐原理示意圖；

圖2為近似梯形截面閃爍體的截面示意圖；

圖3為本發明一實施例確定V形截面的頂點的光路示意圖；