[發明專利]一種光電二極管與閃爍體材料的耦合方法

有效

• 申請號: 201811043840.0
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN109143309B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 沈海寧;秦海明;王新佳
• 申請（專利權）人: 寧波虔東科浩光電科技有限公司
• 主分類號: G01T1/20
• 分類號: G01T1/20;G02B1/04
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司 44214
• 代理人: 吳偉文

本發明公開了一種光電二極管與閃爍體材料的耦合方法，其特征在于，所述閃爍體材料與光電二極管的接觸面通過光學介質進行耦合，所述閃爍體材料與光電二極管接觸面的四周采用光學膠粘合固定，所述光學膠可以由環氧樹脂、氰基丙烯酸乙酯、聚乙烯醇中的一種或幾種組合形成，所述光學介質可以由丙三醇、苯基硅酮、甲基硅氧烷中的一種或幾種組合形成。本發明的有益效果在于：1.通用性強，適用于任何閃爍體材料和光電二極管之間的耦合；2.可以最大程度地發揮探測器的性能，使閃爍體材料與耦合層的發射率最接近；3.因為光學介質具有卓越的耐熱性、電絕緣性、耐候性、疏水性、生理惰性和較小的表面張力，耦合時操作更加方便，耦合后探測器的使用局限性更小。

技術領域

本發明涉及光電二極管閃爍探測器技術領域，特別是涉及一種光電二極管與閃爍體材料的耦合方法。

背景技術

閃爍探測器的應用已有較長的歷史，其主要缺點是需要電真空器件光電倍增管，隨之而來的是需要高穩定度的高壓電源、電磁屏蔽、機械防護等。而硅光電二極管具有許多光電倍增管所不能比擬的獨特優點，它可以工作在強電場下，體積小、穩定性好，其光譜靈敏范圍和閃爍體熒光譜可良好匹配，平均量子效率約為光電倍增管的5倍，因此光電二極管閃爍探測器近年來得到越來越多的應用。光電二極管閃爍探測器是采用半導體光電二極管(通常是硅PD)的閃爍探測器，將半導體光電二極管與閃爍體材料進行耦合，當入射輻射(帶電粒子、γ射線、X射線等)在閃爍體總放出能量時，利用半導體光電二極管來探測在閃爍體中產生的閃爍光。

現有技術中，光電二極管閃爍探測器中閃爍體材料與光電二極管之間的耦合方法主要有以下兩種：方法一、利用光學膠作為耦合層，將閃爍體材料與光電二極管進行面與面的粘合；方法二、閃爍體材料的四邊與光電二極管利用光學膠粘合固定、面與面之間不用任何介質直接耦合。在閃爍體材料與光電二極管的耦合過程中，中間耦合層的發射率對整個探測器的性能影響較大，如果耦合層與閃爍體材料對光的發射率相差較大，將大大影響探測器的性能。同時，上述常規的粘合方法存在以下缺陷，方法一：1)光學膠粘合過程中存在固化過程，使耦合層存在較多的變數；2)光學膠中存在介質，對光線的發射頻率有不穩定的影響；3)光學膠粘性太強，不便于二次安裝。方法二：1)閃爍體材料和光電二極管無法保證充分耦合；2)對光線的發射頻率沒有促進作用，相反的存在不完全耦合現象可能導致閃爍體本身性能的下降。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種光電二極管與閃爍體材料的耦合方法，耦合層較為穩定且耦合更加充分和方便，克服上述現有技術的不足。

針對上述問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種光電二級管與閃爍體材料的耦合方法，其特征在于，所述閃爍體材料與光電二極管的接觸面通過光學介質進行耦合，所述閃爍體材料與光電二極管接觸面的四周采用光學膠粘合固定，所述耦合方法具體包括以下步驟：

1)光學介質配制：在無塵工作環境下，控制室溫在20℃～25℃之間，濕度在20％～50％之間，選取丙三醇、苯基硅酮、甲基硅氧烷中的一種或幾種化學物質的組合形成光學介質，如所述光學介質由兩種或兩種以上化學物質的組合形成，則先將容器加熱至180℃，再按質量配比選取兩種或兩種以上化學物質加入所述容器內并充分攪拌均勻，待其自然冷卻后密封保存待用；

2)光學膠配制：在無塵工作環境下，控制室溫在20℃～25℃之間，濕度在 20％～50％之間，選取環氧樹脂、氰基丙烯酸乙酯、聚乙烯醇中的一種或幾種化學物質的組合形成光學膠，如所述光學膠由兩種或兩種以上化學物質的組合形成，則按質量配比選取兩種或兩種以上化學物質加入容器內并充分攪拌均勻，形成化學膠；

3)使用乙醇或者丙酮將閃爍體材料和光電二極管的接觸面擦拭整潔；

4)使用玻璃棒在閃爍體材料的接觸面均勻的涂抹上上述步驟1)所配制的光學介質；

5)將閃爍體材料涂抹有光學介質的一面安放到光電二極管的固定位置上，使兩者面與面之間充分粘合不留空隙；