[實用新型]一種大面積位置靈敏探測器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720739520.3
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN206906586U
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王強;帥磊;胡選侯;李道武;張譯文;唐浩輝;姜小盼;章志明;魏龍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院高能物理研究所
• 主分類號: G01T1/00
• 分類號: G01T1/00
• 代理公司: 北京君尚知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11200
• 代理人: 司立彬

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于探測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種探測器，尤其涉及應(yīng)用于伽瑪射線成像領(lǐng)域的一種大面積位置靈敏探測器。

背景技術(shù)

伽瑪射線成像是以探測放射性射線的位置與能量為基礎(chǔ)，在核應(yīng)急、醫(yī)學(xué)診斷、環(huán)境評價、科學(xué)研究等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。伽瑪射線成像裝置的關(guān)鍵部件之一就是探測器，目前，用于伽瑪射線成像的探測器主要有氣體探測器、閃爍探測器、半導(dǎo)體探測器等，其中閃爍體探測器的應(yīng)用尤為廣泛。

閃爍探測器的一般由閃爍體與光電倍增管組成。閃爍體為接收伽瑪射線后能發(fā)光的晶體材料，可以是單獨的塊狀晶體，或由多個晶體單元組成的陣列。光電倍增管通常由光陰極、若干個打拿極和陽極組成。閃爍體發(fā)出的閃爍光被光陰極上收集到，由于光電效應(yīng)在光陰極打出光電子，這些光電子受極間電場聚焦和加速，打在打拿極上，產(chǎn)生多個二次電子，這些二次電子同樣在電場的作用下，在下一級打拿極上打出更多的電子，這樣經(jīng)過多級倍增，最后在陽極上就可收集到一個強的電流信號。

傳統(tǒng)的位置靈敏探測器(如圖1)一般由閃爍體和光電倍增管通過光耦合劑組成，此種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于閃爍體發(fā)出的閃爍光幾乎可以無損失地被光電倍增管的光陰極收集，有利于探測器的能量分辨能力與位置分辨能力。但是在伽瑪射線成像中，有時需要將多個探測器組成一個大面積探測器系統(tǒng)，由于光電倍增管的邊緣，總是有探測死區(qū)或者是靈敏度較差的地方，因此這種晶體與光電倍增管直接相連的探測器結(jié)構(gòu)，很難避免各個探測器單元之間的探測死區(qū)的存在，特別是在使用多個探測器單元組成大面積的平面探測器的情況下，探測死區(qū)更是難以避免。

目前常用的位置靈敏探測器(如圖2)是由閃爍體陣列、光導(dǎo)、硅光電倍增管陣列通過光耦合劑耦合而成。此種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)緊湊，整個探測器的體積可以做到很小；多個探測器組成一個大面積探測器系統(tǒng)死區(qū)較少。但是硅光電倍增管有效探測面積小，要做成大面積探測器成本較高，同時硅光電倍增管存在溫度敏感，穩(wěn)定性較差的特點。

實用新型內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷或不足，本實用新型的目的在于提供一種大面積位置靈敏探測器。

本實用新型的技術(shù)方案為：

一種大面積位置靈敏探測器，其特征在于，包括閃爍體陣列、光導(dǎo)、光電倍增管陣列、固定板以及前端電子學(xué)電路板；其中，

所述閃爍體陣列，用于探測伽瑪射線并產(chǎn)生光信號；

所述光導(dǎo)分別與閃爍體陣列、光電倍增管陣列耦合，用于將所述光信號耦合入所述光電倍增管陣列；

所述光電倍增管陣列，用于將通過光導(dǎo)傳輸過來的光信號轉(zhuǎn)換為電信號；

所述固定板，用于固定所述光電倍增管陣列；

所述前端電子學(xué)電路板與所述光電倍增管陣列連接，用于接收并處理所述電信號。

進一步的，所述固定板設(shè)有多個通孔，分別與所述光電倍增管陣列中的光電倍增管對應(yīng)，所述光電倍增管陣列中的光電倍增管分別插入所述固定板中對應(yīng)的通孔，使所述光電倍增管陣列中的光電倍增管之間間距一致。

進一步的，所述固定板的表面和通孔內(nèi)部均涂有一層高反光材料。

進一步的，所述光導(dǎo)的入射面和出光面均涂有硅脂，所述光導(dǎo)的入射面通過硅脂與所述閃爍體陣列耦合，所述光導(dǎo)的出光面通過硅脂與所述光電倍增管陣列耦合。

進一步的，所述閃爍體陣列中的閃爍體單元外形為正方體，所述閃爍體的一個端面露出作為出光面，另一端面和四個側(cè)面上覆蓋有高反膜或反光材料。

進一步的，所述閃爍體陣列的六個面中除出光面外其他五個面覆蓋有高反膜。

進一步的，所述光導(dǎo)由4塊a mm×a mm、4塊a mm×b mm、1塊b mm×b mm的光導(dǎo)單元組成“井”形；其中，b大于a。

進一步的，所述a為所述閃爍體陣列中閃爍體單元的尺寸1.5倍。

進一步的，所述光導(dǎo)的材料為有機玻璃，所述光導(dǎo)的厚度為10～30mm。

進一步的，所述光電倍增管陣列中的光電倍增管為CR173光電倍增管。

本實用新型的大面積位置靈敏探測器包括：閃爍體陣列、光導(dǎo)、光電倍增管陣列、固定板以及前端電子學(xué)電路板。

所述閃爍體陣列包括多個閃爍體單元，用于探測伽瑪射線并產(chǎn)生光信號。

所述光導(dǎo)由透光率很高的特殊材料制成，用于將閃爍體發(fā)出的閃爍光傳至光電倍增管，且保留入射射線的位置信息。

所述光電倍增管陣列包括多個光電倍增管，用于接收閃爍光并將光信號轉(zhuǎn)化為電信號輸出。