能够进行噪声操控的辐射检测器制造技术

本文公开了一种辐射检测器，包括：雪崩光电二极管(APD)，该雪崩光电二极管具有与电极联接的第一侧，并且该雪崩光电二极管配置成在线性模式中工作；电容器模块(709)，该电容器模块(709)电连接到电极，并且包括电容器，其中电容器模块(709)配置成把来自电极的载流子收集到电容器上；与电容器并联的电流源出模块(788)，电流源出模块(788)配置成补偿APD中的漏电流，并且包括电流源(901)和调制器(902)；其中，电流源(901)配置成输出第一电流和第二电流；调制器(902)配置成控制电流源(901)输出第一电流的时长与电流源(901)输出第二电流的时长的比率。

Radiation detector capable of noise control

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】能够进行噪声操控的辐射检测器
本公开文涉及辐射检测器，具体来说涉及基于能够进行噪声操控的雪崩二极管的辐射检测器。
技术介绍
辐射检测器是测量辐射属性的装置。所述属性的示例可包括辐射强度的空间分布、相位和辐射偏振。辐射可以是与对象相互作用的辐射。例如，由辐射检测器测量的辐射可以是已穿透对象或者从对象反射回来的辐射。所述辐射可以是电磁辐射，例如红外光、可见光、紫外光、X射线或γ射线。辐射可以是其他类型的辐射，例如α射线和β射线。一种类型的辐射检测器基于辐射与半导体之间的相互作用。例如，这种类型的辐射检测器可具有：半导体层，该半导体层吸收辐射并产生载流子(例如电子和空穴)；以及用于检测载流子的电路。辐射检测器会被“暗”噪声(例如漏电流)不利地影响。辐射检测器中的暗噪声包括即使没有辐射入射到辐射检测器时也存在的物理效应，所述辐射是辐射检测器配置成要进行检测的辐射。隔离或降低暗噪声对辐射检测器检测的总体信号的影响有助于使得辐射检测器更为有用。
技术实现思路
本文公开了一种辐射检测器，包括：雪崩光电二极管(APD)，具有耦合到电极的第一侧，并且配置成工作在线性模式中；电容器模块，电连接到电极，并且包括电容器，其中电容器模块配置成把来自电极的载流子收集到电容器上；与电容器并联的电流源出模块，电流源出模块配置成补偿APD中的漏电流，并且包括电流源和调制器；其中电流源配置成输出第一电流和第二电流；调制器配置成控制电流源输出第一电流的时长与电流源输出第二电流的时长的比率。按照实施例，电流源出模块是可调整的。按照实施例，电流源出模块配置成经电流源出模块转移APD的漏电流。按照实施例，第一电流和第二电流在幅值、方向或者这两个方面是不同的。按照实施例，第一电流和第二电流中的至少一者比APD的漏电流要大至少一个数量级。按照实施例，暗噪声的电流是1pA至1000pA。按照实施例，调制器包括处理器或存储器。按照实施例，调制器包括开关。按照实施例，辐射包括软X射线、紫外(UV)光或者远紫外(EUV)光。按照实施例，电流源包括电流反射镜。按照实施例，调制器位于电流反射镜的输入级。按照实施例，调制器包括电流源，该电流源配置成以交替幅值来输出电流。按照实施例，调制器包括电流源，该电流源配置成以可调整的时长比率来输出电流的两个幅值。按照实施例，调制器位于电流反射镜的输出级。按照实施例，调制器包括开关，该开关配置成将电流源出模块可控地连接到电容器以及将该电流源出模块与电容器可控地断开连接。按照实施例，辐射检测器还包括：第一电压比较器，配置成将电极的电压与第一阈值进行比较；第二电压比较器，配置成将电压与第二阈值进行比较；计数器，配置成记录吸收层所吸收的光子数量；控制器；其中控制器配置成从第一电压比较器确定电压的绝对值等于或超过第一阈值的绝对值的时刻起开始时间延迟；控制器配置成在该时间延迟期间(包括开始和终止)启动第二电压比较器；控制器配置成在第二电压比较器确定电压的绝对值等于或超过第二阈值的绝对值时使计数器所记录的数量增加一。按照实施例，控制器配置成在时间延迟开始或终止时启动第二电压比较器。按照实施例，该设备还包括伏特计，以及控制器配置成在时间延迟终止时使电压计测量电压。按照实施例，控制器配置成基于在时间延迟到期时所测量的电压的值来确定X射线光子能量。按照实施例，控制器配置成将电极连接到电接地。按照实施例，电压的变化率在时间延迟到期时基本上为零。按照实施例，电压的变化率在时间延迟到期时基本上为非零。按照实施例，该设备包括APD阵列。本文所公开的是一种包括上述设备以及X射线源的系统，其中该系统配置成对人体胸腔或腹部执行X射线照相。按照实施例，该系统包括上述设备以及X射线源，其中该系统配置成对人体口腔执行X射线照相。本文所公开的是一种货物扫描或者非侵入式检查(NII)系统，包括上述设备以及X射线源，其中货物扫描或者非侵入式检查(NII)系统配置成使用后向散射X射线来形成图像。本文所公开的是一种货物扫描或者非侵入式检查(NII)系统，包括上述设备以及X射线源，其中货物扫描或者非侵入式检查(NII)系统配置成使用经过被检查对象所透射的X射线来形成图像。本文所公开的是一种全身扫描器系统，包括上述设备以及X射线源。本文所公开的是一种X射线计算机断层扫描(x射线CT)系统，包括上述设备以及X射线源。本文所公开的是一种电子显微镜，包括上述设备、电子源以及电子光学系统。本文所公开的是一种系统，包括上述设备，其中该系统是X射线望远镜或X射线显微镜，或者其中该系统配置成执行乳房X射线照相、工业缺陷检测、显微射线照相、铸件检查、焊接检查或数字减影血管造影。本文所公开的是一种方法，包括：确定工作在线性模式的雪崩光电二极管(APD)的信号中的漏电流的贡献值；基于漏电流的贡献值、第一补偿信号和第二补偿信号来确定第一补偿信号的时长与第二补偿信号的时长的比率；以及采用具有该比率的相应时长的第一补偿信号和第二补偿信号来补偿APD的信号的漏电流。按照实施例，贡献值通过在APD没有接收辐射的同时测量信号来确定。按照实施例，第一补偿信号和第二补偿信号是电流。本文所公开的是一种方法，包括：当雪崩光电二极管(APD)没有接收辐射并且存在对APD漏电流的补偿时测量工作在线性模式中的APD的信号；如果信号超过第一电平，则开始时间延迟；测量时间延迟结束时APD的信号；以及如果时间延迟结束时的信号超过第二电平，则增加对漏电流的补偿。按照实施例，所述补偿增加至一组离散值之中的某个幅值。按照实施例，该方法还包括：如果时间延迟结束时的信号超过第二电平，则复位信号。本文所公开的是一种方法，包括：当雪崩光电二极管(APD)没有接收辐射并且存在对APD漏电流的补偿时测量工作在线性模式中的APD的信号；如果信号超过第一电平，则开始时间延迟；测量时间延迟结束时APD的信号；确定时间延迟结束时的信号与时间延迟开始时的信号之间的差；以及基于该差来确定补偿的幅值。【附图说明】图1A示意性地示出了线性模式中和盖革(Geiger)模式中的APD的电流-电压特性。图1B示意性地示出了当APD处于线性模式时作为入射到APD上的光强度的函数和当APD处于盖革模式时作为入射到APD上的光强度的函数的APD中的电流。图2A、图2B和图2C示意性地示出了按照实施例的APD的操作。图3A示意性地示出了基于APD阵列的辐射检测器的横截面。图3B示出了图3A的辐射检测器的变型。图3C示出了图3A的辐射检测器的变型。图3D示出了图3A的辐射检测器的变型。图4A和图4B示意性地示出了包括多个APD的辐射检测器的横截面图。图5A和图5B示意性地示出了包括多个APD的辐射检本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种辐射检测器，包括：/n雪崩光电二极管(APD)，该雪崩光电二极管具有联接至电极的第一侧，并且该雪崩光电二极管配置成在线性模式中工作；/n电容器模块，该电容器模块电连接到所述电极，并且该电容器模块包括电容器，其中，所述电容器模块配置成将来自所述电极的载流子收集到所述电容器上；/n与所述电容器并联的电流源出模块，所述电流源出模块配置成补偿所述雪崩光电二极管中的漏电流，并且所述电流源出模块包括电流源和调制器；/n其中，所述电流源配置成输出第一电流和第二电流；并且/n其中，所述调制器配置成控制所述电流源输出所述第一电流的时长与所述电流源输出所述第二电流的时长的比率。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种辐射检测器，包括：
雪崩光电二极管(APD)，该雪崩光电二极管具有联接至电极的第一侧，并且该雪崩光电二极管配置成在线性模式中工作；
电容器模块，该电容器模块电连接到所述电极，并且该电容器模块包括电容器，其中，所述电容器模块配置成将来自所述电极的载流子收集到所述电容器上；
与所述电容器并联的电流源出模块，所述电流源出模块配置成补偿所述雪崩光电二极管中的漏电流，并且所述电流源出模块包括电流源和调制器；
其中，所述电流源配置成输出第一电流和第二电流；并且
其中，所述调制器配置成控制所述电流源输出所述第一电流的时长与所述电流源输出所述第二电流的时长的比率。


2.根据权利要求1所述的辐射检测器，其中，所述电流源出模块是可调整的。


3.根据权利要求1所述的辐射检测器，其中，所述电流源出模块配置成将所述雪崩光电二极管中的漏电流经所述电流源出模块转移。


4.根据权利要求1所述的辐射检测器，其中，所述第一电流和所述第二电流在幅值和/或方向上是不同的。


5.根据权利要求1所述的辐射检测器，其中，所述第一电流和所述第二电流中的至少一者比所述雪崩光电二极管的漏电流要大至少一个数量级。


6.根据权利要求1所述的辐射检测器，其中，所述雪崩光电二极管中的漏电流为1pA至1000pA。


7.根据权利要求1所述的辐射检测器，其中，所述调制器包括处理器或存储器。


8.根据权利要求1所述的辐射检测器，其中，所述调制器包括开关。


9.根据权利要求1所述的辐射检测器，其中，所述辐射包括软X射线、紫外(UV)光或者远紫外(EUV)光。


10.根据权利要求1所述的辐射检测器，其中，所述电流源包括电流反射镜。


11.根据权利要求10所述的辐射检测器，其中，所述调制器位于所述电流反射镜的输入级。


12.根据权利要求11所述的辐射检测器，其中，所述调制器包括电流源，所述调制器的电流源配置成输出交替幅值的电流。


13.根据权利要求11所述的辐射检测器，其中，所述调制器包括电流源，所述调制器的电流源配置成以可调整的时长比率输出两个幅值的电流。


14.根据权利要求10所述的辐射检测器，其中，所述调制器位于所述电流反射镜的输出级。


15.根据权利要求14所述的辐射检测器，其中，所述调制器包括开关，该开关配置成将所述电流源出模块可控地连接至所述电容器以及将所述电流源出模块从所述电容器可控地断开连接。


16.根据权利要求1所述的辐射检测器，还包括：
第一电压比较器，该第一电压比较器配置成将所述电极的电压与第一阈值比较；
第二电压比较器，该第二电压比较器配置成将所述电压与第二阈值比较；
计数器，该计数器配置成记录所述雪崩光电二极管吸收的光子数量；
控制器；
其中，所述控制器配置成在所述电压比较器确定所述电压的绝对值等于或超过所述第一阈值的绝对值时开始时间延迟；
所述控制器配置成在所述时间延迟期间启动所述第二电压比较器；并且
所述控制器配置成在所述第二电压比较器确定所述电压的绝对值等于或超过所述第二阈值的绝对值时，使所述计数器所记录的数值增加一。


17.根据权利要求16所述的辐射检测器，其中，所述控制器配置成在所述时间延迟开始或终止时启动所述第二电压比较器。


18.根据权利要求16所述的辐射检测器，还包括电压计，其中所述控制器配置成在所述时间延迟终止时使所述电压计测量所述电压。


19.根据权利要求18所述的辐射检测器，其中，所述控制器配置成基于在所述时间延迟终止时测量的电压值来确定光子能量。


20.根据权利要求16所述的辐射检测器，其中，所述控制器配置成将所述电极连接到电接地。


21.根据权利要求16所述的辐射检测器，其中，所述电压的变化率在所述时间延迟终止时基本上为零。


22.根据权利要求16所述的辐射检测器，其中，所述电压的变化率在所述时间延迟终止时基本上为非零。


23.根据权利要求1所述的辐射检测器，其中，所述辐射检测器包括所述雪崩光电二极管的阵列。


24.一种包括根据权利要求1-23中任一项所述的辐射检测器以及X射线源的系统，其中，所述系统配置成对人体胸腔或腹部执行X射线照相。


25.一种包括根据权利要求1-23中任一项所述的辐射检测器以及X射线源的系统，其中，所述系统配置成对人体口腔执行X射线照相。


26.一种货物扫描或者非侵入式检查(NII)系统，包括根据权利要求1-23中任一项所述的辐射检测器以及X射线源，其中所述货物扫描或者非侵入式检查(NII)系统配置成使用后向散射X射线来形成图像。


27.一种货物扫描或者非侵入式检查(NII)系统，包括根据权利要求1-23中任一项所述的辐射检测器以及X射线源，其中所述货物扫描或者非侵入式检查(NII)系统配置成使用经过被检查对象所透射的X射线来形成图像。


28.一种包括根据权利要求1-23中的任一所述的辐射检测器以及辐射源的全身扫描器系统。


29.一种包括根据权利要求1-23中的任一所述的辐射检测器以及辐射源的计算机断层扫描(CT)系统。


30.一种包括根据权利要求1-23中的任一所述的辐射检测器以及电子源和电子光学系统的电子显微镜。


31.一种包括根据权利要求1-23中的任一所述的辐射检测器的系统，其中所述系统是X射线望远镜或X射线显微镜，或者其中所述系统配置成执行乳房X射线照相、工业缺陷检测、显微射线照相、铸件检查、焊接检查或数字减影血管造影。


32.一种辐射检测器，包括：
雪崩光电二极管(APD)，该雪崩光电二极管具有联接至电极的第一侧，并且所述雪崩光电二极管配置成在线性模式中工作；
第一电压比较器，该第一电压比较器配置成将所述电极的电压与第一阈值比较；
第二电压比较器，该第二电压比较器配置成将所述电压与第二阈值比较；
计数器，该计数器配置成记录所述雪崩光电二极管所吸收的光子数量；
控制器；
其中，所述控制器配置成在所述电压比较器确定所述电压的绝对值等于或超过所述第一阈值的绝对值时开始时间延迟；
所述控制器配置成在所述时间延迟期间启动所述第二电压比较器；
所述控制器配置成在所述第二电压比较器确定所述电压的绝对值等于或超过所述第二阈值的绝对值时，使所述计数器所记录的数值增加一。


33.根据权利要求32所述的辐射检测器，其中，所述控制器配置成在所述时间延迟开始或到期时启动所述第二电压比较器。

【专利技术属性】
技术研发人员：曹培炎，刘雨润，
申请(专利权)人：深圳帧观德芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44