[發(fā)明專利]空間編碼晶體陣列、探測器、方法、裝置以及存儲(chǔ)介質(zhì)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210372867.4
• 申請(qǐng)日: 2022-04-11
• 公開（公告）號(hào): CN114910946A
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱奧;謝慶國;凌怡清;奚道明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州瑞派寧科技有限公司
• 主分類號(hào): G01T1/202
• 分類號(hào): G01T1/202;G01T1/208
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N空間編碼晶體陣列、探測器、方法、裝置以及存儲(chǔ)介質(zhì)，空間編碼晶體陣列包括：多根閃爍晶體條以及隔離層，所述隔離層沿所述閃爍晶體條的深度方向設(shè)置并且介于相鄰的閃爍晶體條之間，隔離層的空間分布滿足預(yù)設(shè)的空間編碼函數(shù)，隔離層的性質(zhì)符合預(yù)設(shè)的空間編碼性質(zhì)。本申請(qǐng)通過在閃爍晶體條之間的不同區(qū)域形成空間編碼的隔離層，形成不完全的光學(xué)隔離，從而保存了可見光光子的空間分布信息，可以準(zhǔn)確的獲得高能光子的三維空間位置信息。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及高能光子探測領(lǐng)域，具體而言，涉及一種空間編碼晶體陣列、探測器、方法、裝置、電子設(shè)備以及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

高能光子通常是指能量不低于100eV的光子，包括X射線、γ射線、α粒子、β粒子以及質(zhì)子等。高能光子探測器對(duì)高能光子能量信息、時(shí)間信息、空間信息的分辨能力直接決定了探測系統(tǒng)的成像質(zhì)量。高能光子探測器的工作原理如下：首先，高能光子與閃爍晶體相互作用將高能光子轉(zhuǎn)換為可見光光子，可見光光子入射到與閃爍晶體耦合的光電轉(zhuǎn)換器件中光電轉(zhuǎn)換器件。光電轉(zhuǎn)換器件將入射可見光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，利用與光電轉(zhuǎn)換器件匹配的電子學(xué)系統(tǒng)輸出并采集數(shù)字信號(hào)。然后利用軟件算法，即可從數(shù)字信號(hào)中計(jì)算高能光子的時(shí)間、能量、位置等信息。

基于探測系統(tǒng)對(duì)時(shí)間性能的要求，目前得到應(yīng)用的高能光子探測器基本以閃爍晶體和光電轉(zhuǎn)換器件為基本結(jié)構(gòu)，其中，閃爍晶體包括LYSO、BGO、YSO，光電轉(zhuǎn)換器件包括位敏型PMT、SiPM、SPAD。

目前，常見的高能光子探測器包括以下幾種結(jié)構(gòu)：第一種是單層閃爍晶體陣列結(jié)構(gòu)，其由多根晶體條組合成閃爍晶體陣列，晶體條之間和晶體條側(cè)面與外界之間使用反光材料建立光學(xué)隔離，晶體條一端的光學(xué)面不覆蓋反光材料，通過耦合劑與光電轉(zhuǎn)換器件陣列耦合；第二種是單層閃爍晶體陣列+光導(dǎo)層結(jié)構(gòu)，其在閃爍晶體陣列與光電轉(zhuǎn)換器件陣列之間增加了一層對(duì)可見光光子透明的光導(dǎo)，可見光光子射出閃爍晶體后經(jīng)過一個(gè)發(fā)散的過程再射入光電轉(zhuǎn)換器件陣列；第三種是連續(xù)閃爍晶體結(jié)構(gòu)，其由整塊連續(xù)閃爍晶體作為閃爍體，閃爍晶體與外界之間使用反光材料建立光學(xué)隔離，閃爍晶體一段的光學(xué)面不覆蓋反光材料，通過耦合劑與光電轉(zhuǎn)換器件陣列耦合。

對(duì)于單層閃爍晶體陣列結(jié)構(gòu)而言，其空間分辨率受制于單層陣列閃爍晶體和光電轉(zhuǎn)換器件尺寸，沒有獲得光子二維空間分布的能力，無法獲得高能光子的三維空間位置信息。

對(duì)于連續(xù)閃爍晶體結(jié)構(gòu)而言，其邊緣效應(yīng)較為嚴(yán)重，因此限制了晶體的尺寸，同時(shí)給探測器校正帶來困難。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N空間編碼晶體陣列、方法、裝置、探測器、電子設(shè)備以及存儲(chǔ)介質(zhì)，以解決上述至少一種問題。

根據(jù)本申請(qǐng)的一方面，提出一種空間編碼晶體陣列，所述空間編碼晶體陣列包括：陣列分布的多根閃爍晶體條以及隔離層，所述隔離層沿所述閃爍晶體條的深度方向設(shè)置并且介于相鄰的閃爍晶體條之間，所述隔離層的空間分布滿足預(yù)設(shè)的空間編碼函數(shù)，所述隔離層的性質(zhì)符合預(yù)設(shè)的空間編碼性質(zhì)。

根據(jù)一些實(shí)施例，所述空間編碼函數(shù)為三維空間函數(shù)，所述三維空間函數(shù)的函數(shù)值在所述深度方向單調(diào)變化或不變化。

根據(jù)一些實(shí)施例，所述空間編碼函數(shù)沿所述深度方向?qū)⑺隹臻g編碼晶體陣列分割為若干個(gè)區(qū)域，在每一個(gè)所述區(qū)域中所述隔離層間隔排列。

根據(jù)一些實(shí)施例，所述隔離層包括隔離帶和透明帶，所述空間編碼函數(shù)滿足：每個(gè)所述區(qū)域內(nèi)的隔離帶和透明帶沿深度方向的高度相同，不同所述區(qū)域內(nèi)的隔離帶或透明帶的間隔深度不完全相同。

根據(jù)一些實(shí)施例，所述隔離帶采用完全不透光材料，所述透明帶采用透光材料。

根據(jù)一些實(shí)施例，所述不透明材料包括ESR(增強(qiáng)光譜反射膜)、聚酯薄膜、金屬反射膜、一氧化鈦涂層和/或硫酸鋇涂層。

根據(jù)一些實(shí)施例，所述透明材料包括空氣、光學(xué)耦合劑、無機(jī)玻璃和/或有機(jī)玻璃。