[發(fā)明專利]一種龍蝦眼空間X射線探測器

有效

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• 申請日: 2015-07-28
• 公開（公告）號: CN105093257B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許劍鋒;孫權(quán)權(quán);吳忠鼎;陳肖
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: G01T1/202
• 分類號: G01T1/202
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心42201
• 代理人: 曹葆青

1.一種龍蝦眼空間X射線探測器，包括弧形框架、閃爍晶體、光導(dǎo)材料和光傳感器陣列，其特征在于：

所述弧形框架為一體式的球殼體，包括上球面和下球面，所述上球面和下球面的球心相同，上球面半徑大于下球面半徑；

所述弧形框架上具有多個(gè)沿所述上球面呈圓形或矩形陣列均勻分布的徑向的錐形通孔，各錐形通孔形狀、尺寸完全相同，均為倒置的方棱臺，各錐形通孔之間的隔壁壁厚相等，各錐形通孔的上孔口位于所述上球面上，各錐形通孔的下孔口位于所述下球面上，且各錐形通孔中心軸線的延長線交于所述上球面和下球面的公共球心；

所述各錐形通孔內(nèi)均扦插有閃爍晶體，各閃爍晶體形狀、尺寸完全相同，均為倒置的方棱臺，所述閃爍晶體完全插入錐形通孔后，閃爍晶體的上底面與錐形通孔的上孔口平齊，閃爍晶體的下底面與錐形通孔的下孔口保持一定距離，其中填充有光導(dǎo)材料；

所述光傳感器陣列由多個(gè)光電檢測器排布成陣列構(gòu)成，光傳感器陣列與閃爍晶體間經(jīng)光導(dǎo)材料耦合，光傳感器陣列尺寸大于且完全包絡(luò)各錐形通孔下孔口在下球面的邊緣。

2.如權(quán)利要求1所述的龍蝦眼空間X射線探測器，其特征在于：

當(dāng)所述弧形框架上具有多個(gè)沿所述上球面呈圓形陣列均勻分布的徑向的錐形通孔時(shí)，所述弧形框架的視場角θ₀為10°～120°；視場角θ₀為處于圓形陣列中距離最大的兩個(gè)錐形通孔最外側(cè)側(cè)壁之間夾角；

當(dāng)所述弧形框架上具有多個(gè)沿所述上球面呈矩形陣列均勻分布的徑向的錐形通孔時(shí)，所述弧形框架的行視場角θ₁為10°～120°；行視場角θ₁為處于矩形陣列中距離最大的兩列錐形通孔中位于同一行的兩個(gè)錐形通孔最外側(cè)側(cè)壁之間夾角；所述弧形框架的列視場角θ₂為10°～120°；列視場角θ₂為處于矩形陣列中距離最大的兩行錐形通孔中位于同一列的兩個(gè)錐形通孔最外側(cè)側(cè)壁之間夾角；

各錐形通孔的錐頂角α為0.1°～3°，錐頂角為錐形通孔的相對側(cè)面之間夾角；

所述各錐形通孔深徑比為10～100，所述錐形通孔深徑比為錐形通孔中心軸線的長度與錐形通孔的上孔口孔徑之比，所述錐形通孔中心軸線長度為所述弧形框架的上球面和下球面半徑之差；

各錐形通孔之間的隔壁壁厚為0.1mm～1.5mm。

3.如權(quán)利要求1或2所述的龍蝦眼空間X射線探測器，其特征在于：

所述閃爍晶體與錐形通孔的形狀相適應(yīng)，所述閃爍晶體的四個(gè)側(cè)面分別經(jīng)過拋光后鍍有或貼有反射膜，所述反射膜由金屬或有機(jī)高分子材料制備，對經(jīng)所述閃爍晶體轉(zhuǎn)換成的可見光子具有高反射率；完全插入錐形通孔后，閃爍晶體各側(cè)面與所述錐形通孔內(nèi)壁緊密貼合；所述的閃爍晶體的材料為碘化銫、鍺酸鉍、硅酸镥或硅酸釔镥；

所述光導(dǎo)材料為液體光導(dǎo)材料或固體光導(dǎo)材料。

4.如權(quán)利要求3所述的龍蝦眼空間X射線探測器，其特征在于：

所述光傳感器陣列由多個(gè)光電檢測器排布成的多層嵌套的圓形陣列構(gòu)成，包括位于內(nèi)層的第一層光電檢測器和包圍所述第一層光電檢測器的多層外層光電檢測器；

所述光電檢測器檢測前端閃爍晶體發(fā)射的可見光信號，并將其轉(zhuǎn)變成電信號。

5.如權(quán)利要求3所述的龍蝦眼空間X射線探測器，其特征在于：

所述光傳感器陣列由多個(gè)光電檢測器排布成N×M矩形陣列構(gòu)成，2≤N≤20，2≤M≤20，N、M均為整數(shù)，各光電檢測器尺寸規(guī)格相同。

6.如權(quán)利要求4或5所述的龍蝦眼空間X射線探測器，其特征在于：

所述光電檢測器為光電倍增管、硅光電倍增管或雪崩二極管。