[發明專利]放射線檢測器及其使用方法和放射線檢查裝置

在審

• 申請號: 202111643319.2
• 申請日: 2021-12-29
• 公開（公告）號: CN114488253A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 李梹激;黃永;陳興;劉馬良
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學蕪湖研究院
• 主分類號: G01T1/16
• 分類號: G01T1/16
• 代理公司: 上海駟合知識產權代理有限公司 31405
• 代理人: 于秀

本發明公開了一種放射線檢測器及其使用方法和放射線檢查裝置，其中的放射線檢測器包括：第一活性材料層和第二活性材料層，第一活性材料層吸收入射的放射線中第一能量段的部分，第二活性材料層吸收入射的放射線中第二能量段的部分；第一收集電極和第二收集電極，第一收集電極設置于第一活性材料層的遠離第二活性材料層的表面，第二收集電極設置于第二活性材料層的遠離第一活性材料層的表面；第一收集電極用以在被施加反向偏壓時收集第一活性材料層中的載流子，第二收集電極用以在被施加反向偏壓時收集第二活性材料層中的載流子。本發明中的器件，能夠在一次放射線入射的過程中區分雙能量放射線光子所產生的的電信號，實現雙能成像。

技術領域

本發明涉及光電探測技術領域，尤其涉及到一種放射線檢測器及其使用方法，以及一種放射線檢查裝置。

背景技術

放射線檢查裝置被使用于醫療設備至工業用非破壞檢查裝置等各種領域。作為醫療設備，可列舉出CT(Computed Tomography)裝置、正電子斷層(PET：positron emissionTomography)裝置。另外，作為放射線，使用X射線、伽瑪射線等。

常規的X射線探測方法有間接探測和直接探測兩種類型。間接式X射線探測中，X射線光子首先入射到由無機材料構成的閃爍體上，閃爍體將X射線光子能量光子轉換為可見光光子出射，然后再用硅基CCD或者CMOS圖像傳感器接收可見光子信號進行成像；直接式X射線探測不需要閃爍體，X射線光子直接入射到非晶硒等活性材料，由于X射線光子的光電效應以及康普頓散射效應等，活性材料吸收X射線光子后將產生光生載流子，探測器通過對光生載流子形成的電信號的探測來獲得X射線的強度信息。而由于間接式X射線探測所獲得的電信號不能直接分辨X射線光子的能量，因此近年來，正在進行將透過了被檢體的放射線直接變換為電信號的放射線檢測器的開發，且對其提出了能夠區分不同能量X射線光子所產生的電信號的更高要求。

目前采用的雙探測器方案是在兩塊探測器之間采用濾波片將X射線整形后分離為低能和高能射線分別探測，且通常使用的是銅濾波片和鋁濾波片。但是，采用這種方案濾波得到的高低能射線的能譜區分度不大，因此重建結果存在較大的誤差，被稱為“偽雙能”成像，實際上并不能滿足區分不同能量X射線光子所產生的電信號的需求。

發明內容

因此，本發明主要目的在于解決現有技術中的放射線檢測器不能區分不同能量放射線光子所產生的電信號的需求，提供一種放射線探測器，并對應提供該放射線探測器的使用方法以及一種放射線檢查裝置。

為此，根據第一方面，本發明提供了一種放射線檢測器，包括：第一活性材料層和第二活性材料層，第一活性材料層吸收入射的放射線中第一能量段的部分，經過第一活性材料層后的放射線入射第二活性材料層，第二活性材料層吸收入射的放射線中第二能量段的部分；第二能量段為放射線中高于第一能量段的部分，第一活性材料層對第二能量段的放射線的吸收系數小于第二活性材料層對第二能量段的放射線的吸收系數；第一收集電極和第二收集電極，第一收集電極設置于第一活性材料層的遠離第二活性材料層的表面，第二收集電極設置于第二活性材料層的遠離第一活性材料層的表面；第一收集電極用以在被施加反向偏壓時收集第一活性材料層中的載流子，第二收集電極用以在被施加反向偏壓時收集第二活性材料層中的載流子。

進一步地，第二活性材料層的厚度大于第一活性材料層的厚度。

進一步地，第二活性材料層的厚度是第一活性材料層的厚度的三倍或者三倍以上。

進一步地，第一活性材料層為Ⅲ-V族半導體活性材料層，第二活性材料層為鈣鈦礦活性材料層。

進一步地，第一活性材料層為Ⅲ-V族半導體單晶活性材料層，第二活性材料層為鈣鈦礦單晶活性材料層。

進一步地，該放射線檢測器還包括：第一蓋板和第二蓋板，第一蓋板設置于第一收集電極的遠離第一活性材料層的表面，第二蓋板設置于第二收集電極的遠離第二活性材料層的表面。