[发明专利]高效光子检测

说明书

一种检测像素，其包括一种材料，该材料被选择使得其(平均)原子序数密度导致康普顿过程成为响应入射光子的主导散射机制，这导致生成具有足够数量和动能的康普顿电子以在所述材料中产生电或磁的响应。入射光子和康普顿电子在所述材料中各自具有特征行进距离，并且所述的检测像素具有至少一个尺寸，该尺寸是根据由这些特征行进距离限定的范围来选择。所述检测像素可以布置在用于成像的阵列中。

优先权申请的所有主题通过引用并入本文，使得所述主题与本文一致。

发明概述

在一实施方式中，一种装置包括：检测像素，所述检测像素包括第一材料，所述第一材料响应入射光子以在所述第一材料中产生康普顿电子以及电响应或磁响应，其中所述入射光子和所述康普顿电子在所述第一材料中各自具有特征行进距离；并且其中，所述的检测像素具有至少一个尺寸(dimension)，该尺寸是根据所述入射光子的特征行进距离和所述康普顿电子的特征行进距离中的至少一个来选择。

在另一实施方式中，一种系统包括：检测像素阵列，所述检测像素阵列中的每个检测像素包括第一材料，所述第一材料响应于入射光子以在所述第一材料中产生康普顿电子以及电响应或磁响应，其中所述入射光子和所述康普顿电子各自在所述第一材料中具有特征行进距离；并且其中，所述检测像素阵列中的每个检测像素具有至少一个尺寸，该尺寸根据所述入射光子的特征行进距离和所述康普顿电子的特征行进距离中的至少一个来选择。

在另一实施方式中，x射线成像系统包括：x射线源；检测像素阵列，所述检测像素阵列中的每个检测像素包括响应于x射线以产生康普顿电子的第一材料；以及检测电路，其可操作地连接到所述检测像素阵列，并被配置成测量由康普顿电子产生的在第一材料中的变化。

在另一实施方式中，一种与检测像素对应的方法，所述检测像素包括对电磁能具有电响应或磁响应的第一材料，所述方法包括：接收对应于包括所述检测像素的检测电路的谐振的信息，其中，所述谐振由谐振频率和线宽表征；以及确定在检测电路的所述谐振频率中的变化，以确定检测像素中电磁能量的存在。

前述发明概述仅是说明性的，并不旨在以任何方式进行限制。除了以上描述的示例说明方面、实施方式和特征之外，其他方面、实施方式和特征通过参考附图和以下详细描述将变得显而易见。

附图简要说明

图1是检测像素的示意图。

图2是PZT中康普顿电子行进距离的蒙特卡罗模拟(Monte Carlo simulation)的示意图。

图3是具有测量电路的检测像素的示意图。

图4是二维阵列中的检测像素的示意图。

图5是三维阵列中的检测像素的示意图。

图6是包括一个或多个检测像素阵列的医学成像仪的示意图。

图7是对于各种组成，PbTi_xZr_1-xO₃的衰减距离与入射x射线光子能量的函数关系的曲线图。

图8是PZT的康普顿和光电效应截面与光子能量之比的图。

图9示出了优化的电中性PbTiO₃结构。

图10是由康普顿电子产生的锥形晶格冲击波和具有网格的球形“热点”近似的示意图。

发明详述

在以下详细描述中，参考了附图，附图形成了详细说明的一部分。在附图中，除非上下文另有指示，否则类似的符号通常标识类似的组件。在具体实施方式、附图和权利要求中描述的说明性实施方式不意味着是限制性的。在不脱离本文呈现的主题的精神或范围的情况下，可以利用其他实施方式，并且可以进行其他改变。