[发明专利]带有光探测器的辐射探测器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于探测高能光子的辐射探测器，所述辐射探测器包括闪烁体和光探测器。此外，本发明还涉及带有这种辐射探测器的检查装置。

背景技术

用于入射γ射线或X射线的探测的辐射探测器尤其被用在医学成像应用中，例如X射线CT扫描器中。根据US2008/142721Al，已知一种特别的辐射探测器，其包括闪烁体材料，在所述闪烁体材料中，入射的X射线被转换成（可见）光，其中所述光然后被有机光探测器探测到。所述有机光探测器被用作对常规的非有机半导体光探测器的成本效益型替代品。

发明内容

鉴于该背景，本发明的目的是提供用于探测辐射的替代手段，所述手段优选具有对辐射特性的改进的辨别力。

通过根据权利要求1的辐射探测器以及根据权利要求13的装置实现该目的。在从属权利要求中公开优选实施例。

根据其第一方面，本发明涉及一种用于入射高能辐射的探测的辐射探测器，所述入射高能辐射例如为能量高于约100eV的（X射线或γ射线）光子。所述探测器包括以下部件：

a）包括至少一个闪烁体元件的闪烁体组，其中所述组（以及所述元件）用于根据特征发射光谱将入射辐射的初级光子转换成次级光子。关于所用的术语，“闪烁体元件”应指代空间上和/或物理上唯一的、一件部件，而“闪烁体组”可以包括可以位于不同位置的多个这样的部件。如本领域技术人员已知的，闪烁体元件中生成的次级光子的波长主要取决于所述闪烁体材料，而所生成的次级光子的数目（即，强度）与入射的初级光子所沉积的能量有关。对于许多已知的闪烁体材料，所述次级光子将来自可见光谱或相邻的UV或IR区域。

b）至少两个光探测器，用于将前文提及的次级光子转换成电信号的，其中所述光探测器具有不同的吸收光谱并且能被分别读出。光探测器的“吸收光谱”描述（次级）光子取决于该光子的波长而被吸收的概率。此外，读出所述光探测器包括，例如在电压所施加到的电极的帮助下，对在其中生成的所述电信号的探测。

通过使用具有不同的吸收光谱的至少两个光探测器，所描述的辐射探测器允许收集有关入射的初级光子的更多信息。这将在下文中参考本发明的优选实施例更详细地进行解释。

根据本发明的一个优选实施例，所述闪烁体组的总体发射光谱包括至少两个峰。次级光子在峰值波长处的相对强度则可以提供有关所述入射辐射的额外的信息，例如有关所述初级光子的能量（波长）。

在对前文提及的实施例的进一步发展中，相对于发射光谱的所述峰中不同的那些，对不同光探测器的吸收光谱进行优化。一个光探测器的转换效率和/或吸收系数可以，例如针对具有第一闪烁体发射峰的波长的次级光子为最大，而另一光探测器的转换效率针对来自第二发射峰的次级光子为最大。然后，来自这种光探测器的电信号将允许推断对应的次级光子的（可能的）波长，其继而提供有关对应的初级光子的信息。

所述光探测器可以优选地被实现为有机光探测器。如本领域技术人员已知的，有机光探测器包括具有有机材料的至少一个区域或层，所述有机材料能够通过吸收入射光子生成可移动的电荷（典型为电子-空穴对）。然后可以由被施加适当电压的电极探测所生成的电荷。有机光探测器的优点在于，它们能够成本效率地进行生产。此外，它们的吸收特性可以，例如通过使用不同有机材料的适当混合物，在很大程度上进行调整。这允许例如前文提及的在所述闪烁体组的发射峰方面的优化。

前文提及的有机光探测器一般可以包括适于吸收入射（次级）光子并将它们转换成电信号，和/或能够作为空穴或电子运输材料或者作为掺杂物支持该过程的任何有机材料。作为范例，有机光探测器可以包括至少一种从包含以下的组中选择的有机材料：

-PEDOT（聚(3,4-乙烯二氧噻吩)），

-PSS（聚苯乙烯磺酸酯），

-P3HT（聚3-己基噻吩），

-PCBM（6,6-苯基C61-丁酸甲酯），

-C60，

-ZnPc（酞菁锌），

-MeO-TPD（N,N,N',N'-四(4-甲氧基苯基)-联苯胺），

-p-NPB（N,N'-二(萘基)-N,N'-二苯基-1,1'-联苯-4,4'-二胺），

-TTN，

-F₄TCNQ（2,3,5,6-四氟-7,7,8,8-四氰基苯醌二甲烷），

-DCV5T（二(2,2-二氰乙烯基)-五噻吩），

-上述物质的衍生物或变型。