用于成像应用的具有稳定光输出的辐射检测器制造技术

一种辐射检测器可包括闪烁器、光源和传感器。闪烁器可包括能够将非可见辐射(入射辐射)转换成可见光的多种闪烁材料。传感器可以被放置在闪烁器附近或者紧靠闪烁器，使得任何转换的可见光可以被传感器检测或者测量。光源可以被放置在闪烁器附近或者紧靠闪烁器，使得来自光源的光可与闪烁器中的缺陷相互作用，从而使得由该缺陷引起的对非可见辐射向可见光的转换的干扰最小化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2013年6月14日提交的，题为“用于成像应用的具有稳定光输出的辐射检测器”，申请号为61/835,072的美国临时申请的权益，通过引用将其全部内容并入本文。
本专利技术涉及高能成像系统和高能光子检测器。
技术介绍
在各种应用(包括医学成像、地质勘探、国土安全、以及高能物理)中，闪烁材料与光电检测器结合用以检测高能光子、电子和其它粒子，具有科学上和经济上的重要意义。在辐射检测器/成像设备中，闪烁材料(例如，铈掺杂的闪烁器)可以被使用。为了在这些应用中将闪烁器的价值最大化，在这些闪烁器中特定的性质是期望的。通常，高闪烁光产额、快速闪烁动力学(同时在衰减时间和上升时间上)、良好的能量分辨率、高程度的比例性、以及对环境光曝光的相对不灵敏性是希望的。为此目的，期望获得一种没有或者相对没有可以阻止闪烁过程的电子/空穴陷阱和其它缺陷的闪烁器成分，和/或减少闪烁器中不期望的陷阱和缺陷的效应。附图说明图1说明了根据本专利技术的实施例的辐射检测器。图2说明了根据本专利技术的实施例的辐射检测器的特性。图3说明了根据本专利技术的实施例的辐射检测器的特性。图4说明了根据本专利技术的实施例的辐射检测器的特性。具体实施方式图1说明了根据本专利技术的实施例的辐射检测器100。根据实施例，辐射检测器100可以包括闪烁器110、光源120以及一个或多个传感器140。闪烁器110可包括能够将非可见辐射(入射辐射)转换为可见光(出射辐射)的各种闪烁材料。传感器140可以被放置在闪烁器110邻近，或者紧靠闪烁器110，使得任何转换的可见光可以被传感器140检测或者测量。光源120可以被放置在闪烁器110邻近，或者紧靠闪烁器110，使得来自光源120的光可以与闪烁器110中的缺陷相互作用，从而使由缺陷引起的对非可见辐射向可见光的转换的干扰最小化。闪烁器110可以是或者可以包括这样的材料，其当与电离辐射相互作用时，具有可以最终用于产生图像的可测量的响应。在一些实施例中，这样的材料为当被入射辐射激发时产生光的光子的闪烁材料。在传感器140处的测量的光的量可以被称为“光产额”，或者“光输出”，并且通常被报告为相对于已知标准的值，或者是如光子数/MeV的绝对值。在一些实施例中，辐射检测器100可适于用于多种辐射检测应用，包括医学成像应用，诸如正电子发射计算机断层扫描(PET)、飞行时间正电子发射计算机断层扫描(TOF-PET)、X-射线计算机断层扫描(X-rayCT)或者单光子发射计算机断层扫描(SPECT)、以及任何其它多模态系统(PET-CT、PET-MRI、PETSPECT)。光源120可以将闪烁器110的所有部分曝光于各种选定波长的光，以稳定任何长时间的光输出漂移。该漂移可以由闪烁器110的闪烁材料中的缺陷引起。闪烁器110在特定波长的光下的曝光可以在辐射检测器100内部发生，以将闪烁器110内的缺陷维持在它们的饱和能量状态。这些饱和的缺陷可以对闪烁过程具有显著较低的影响或者干扰。曝光可以在辐射检测器100的正常工作条件期间，也可以在校准期间或者空闲时间，连续地或者间歇地，或者以脉冲方式进行。在一些实施例中，针对任何给定的应用，为了优化辐射检测器100的性能，可以选择或者调谐来自光源120的特定的光波长或者多波段/范围的波长、强度、以及曝光时间/持续时间/频率。光源120的光波长、强度和曝光时间/持续时间/频率的选择可以在辐射检测器100的设计期间完成。可选地，光源120的光波长、强度和曝光时间/持续时间/频率的调谐可以在操作或者校准期间动态完成，从而针对(诸如由环境条件引起的)性能变化进行调节。调谐可以由控制光源120的控制器(未示出)控制，并且该调谐可以基于对辐射检测器100的性能测量结果来控制。辐射检测器100可以进一步包括在闪烁器110和传感器140之间的滤光器130，其可以滤除来自光源120的光，从而增加信号对比度。因为来自光源120的光可以透射通过闪烁器110并到达传感器140，从而传感器140可以检测到来自光源120的光。检测到的来自光源120的光通常被看做是噪音。为了允许传感器140检测来自闪烁器110中的闪烁过程的光，而不检测(或者检测较少的)来自光源120的光，滤光器130可以滤除来自光源120的光。由于来自光源120的光可以被调谐/选择为特定的波长，滤光器130可以类似地被调谐/选择为过滤/阻挡该来自光源120的特定波长的光，使得来自光源120的光在通过滤光器130后并且到达传感器140时被降低强度。在实施例中，来自光源120的光可以由辐射检测器100外壳内的发光二极管(LED)或者其它期望波长的光源生成，使得闪烁器110被曝光于来自光源120的光。或者闪烁器110可以被磷光体或者其它材料包围，该磷光体或者其它材料当被闪烁器本身的正常发射激发时以期望的波长发射光。曝光在持续时间和/或强度上应当足够使闪烁器110内的缺陷中心饱和，使得缺陷中心基本上不能俘获载流子，并且闪烁过程可以基本上不受阻碍。光源120还可以包括光管、波导或者反射表面，其被设计为引导光至闪烁器110。X-射线或者其它电离辐射源可以实现为进入辐射检测器100中的光源120的一部分，和/或设计为x-射线生成器或者辐射源的一部分。在目前公开的主题的特定实施例中，辐射源可从辐射检测器100附近移除，或者与辐射检测器100屏蔽，从而控制曝光时间以及闪烁器110的体积所吸收的能量的量。在实施例中，辐射检测器100可以在校准期间采用非可见辐射(入射辐射，如x-射线)曝光闪烁器110的每个部分达一持续时间，以使闪烁器110中所有的缺陷饱和，并且随后在操作阶段，相同的非可见辐射(入射辐射，如x-射线)可以穿过样品材料(例如生物材料)以生成非可见辐射下的图像，其可以被具有饱和缺陷的辐射检测器100检测或者测量。在校准阶段期间，光源120可以引导或者导向具有相对均一强度的非可见辐射(入射辐射，如x-射线)至闪烁器110的每个部分。在操作阶段期间，光源120的非可见辐射可以穿过样品材料并且随后进入闪烁器110。在实施例中，闪烁器110可以是石榴石型的闪烁器，诸如(例如采用铈(Ce)掺杂的)钆镓石榴石晶体(通常被称为GGAG或者GAGG闪烁器)。在一些实施例中，目前公开的主题将钆镓石榴石晶体或陶瓷作为闪烁材料并入辐射检本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种辐射检测器，所述辐射检测器包括：闪烁器；光源；以及传感器，其中所述闪烁器能够将非可见辐射转换为可见光，所述传感器被定位在所述闪烁器附近，以检测来自所述闪烁器的转换的可见光，以及所述光源被定位在所述闪烁器附近，以将所述闪烁器曝光，使得来自所述光源的光与所述闪烁器内的缺陷相互作用，以使所述缺陷引起的对所述闪烁器内的闪烁的干扰最小化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.06.14 US 61/835,0721.一种辐射检测器，所述辐射检测器包括：
闪烁器；
光源；以及
传感器，
其中所述闪烁器能够将非可见辐射转换为可见光，
所述传感器被定位在所述闪烁器附近，以检测来自所述闪烁器的转换的可
见光，以及
所述光源被定位在所述闪烁器附近，以将所述闪烁器曝光，使得来自所述
光源的光与所述闪烁器内的缺陷相互作用，以使所述缺陷引起的对所述闪烁器
内的闪烁的干扰最小化。
2.根据权利要求1所述的辐射检测器，进一步包括在所述闪烁器和所述传
感器之间的滤光器。
3.根据权利要求2所述的辐射检测器，其中所述滤光器基本上阻止来自所
述光源的光到达所述传感器。
4.根据权利要求1所述的辐射检测器，其中所述闪烁器包括GAGG或者
GGAG材料。
5.根据权利要求1所述的辐射检测器，其中所述光源采用可见辐射、红外
辐射、紫外辐射、X-射线辐射或者电离辐射曝光所述闪烁器。
6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·L·梅尔彻，M·泰吉，M·克斯辰，P·C·科恩，M·施曼德，M·S·安德瑞科，L·A·埃瑞克森，
申请(专利权)人：田纳西大学研究基金会，西门子医疗解决方案美国有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US