辐射检测器制造技术

一种用来检测不可见辐射及带电粒子的检测器，它由至少一块辐射吸收板和至少一根与这块板的表面平行且含有荧光染料的光波导管构成。因吸收辐射而产生的板内的荧光将在光波导管内转变成荧光辐射，并通过全反射导向一个光敏半导体元件而被检测。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用来检测不可见辐射和带电粒子的检测器。专业人员都知道，当光线侧射在一个含有荧光染料的光波导管上时会产生荧光射线，而且这种荧光射线会通过全反射而导向光波导管的端面(参见Tanaka等，SPIE，Vol.840“FiberOpticSystemsforMobilePlatforms”，第19页)。专业人员还知道，可以用掺有闪光化合物的聚合物光波导管来检测γ射线及带电粒子(见H.Blumenfeld等，Nucl.Instr.Meth.A257(1987)603)。然而这种方法有一个缺点，即这种敏感面的面积受到了这种纤维可以制造出的几何形状的限制。以至使这种方法用常用的圆形敏感面难以取得预期的效果。已经有人提议用一种板形吸光体和至少一根与之相连的光波导管来构成光检测器(见DE3832803)。本专利技术的任务在于提供一种检测不可见辐射及带电粒子的检测器，它具有结构简单、制作方便的特点。这个任务可以这样来完成将至少一根含有荧光染料的光波导管装在一块吸收辐射的板的上表面上，並使该波导管和板表面保持平行。本专利技术所涉及的就是这样一种辐射检测器。辐射吸收板可以做成所需要的形状，最好是长方形或圆形，尤其是长方形，其厚度为0.1至3毫米，最好为0.3至1毫米。板由掺有发光化合物的载体材料(尤其是聚合物)构成。这种板可以是例如那种可以买得到的X射线荧光屏。至少有一根光波导管平行地装在板的上表面。光波导管最好与板的上表面粘在一起。也可以用一小束平行的光波导管来代替单根光波导管，还可以将这根或这些光波导管装在两块板之间形成整体的复合结构。光波导管可以是一种商业上很常见的纤维，它的芯部最好是透明聚合物，例如聚碳酸脂、聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯，而其外层涂料最好是一种折射率较低的聚合物，如氟化丙烯酸盐。光波导管含有至少一种荧光染料，板发射的荧光辐射的波长范围必须与光波导管染料的吸收辐射波长范围重叠。光波导管中的染料可以分别包含在芯部或外层涂料中，或两者中都有。适用的荧光染料最好是有机化合物，例如二萘嵌苯染料和苯并氧蒽(benzoxan-thenes)，也可以是无机化合物，如硫化锌。如果具有适当波长的辐射，例如X射线，照射到板上，那么从板上就发射出具有高强度的荧光照射到光导纤维上。如果闪烁体发射光谱的范围与光导纤维染料的光谱吸收范围一致，那么来自板的光将在光波导管内产生荧光辐射，而这种荧光辐射则通过全反射传输从光波导管的端部射出。光波导管端部装有一光敏半导体元件，例如一个检测辐射的硅二极管。该二极管为小面积低噪声型。为了避免外来干扰辐射进入到光波导管中，可以用吸收层，例如黑色的金属薄膜，把光波导管背着板的一侧围起来。可以在板或光波导管上沉积一层防止机械和化学应力、並供检验全反射用的透明层。为了使光信号经过较长距离后还能传到半导体元件上，可在荧光光波导管端部装上一些用聚合物或玻璃制成的低衰减光波导管。附图示出了本专利技术辐射检测器的两个最佳实施例。在附图说明图1所示的检测器中，辐射吸收板1用粘附层3与一束平行的光波导管2连在一起。在图2所示的检测器中，两块板1夹住光波导管2，粘附层3把它们连在一起。本专利技术的检测器的优点是敏感面可以做得很大，而且可以用合适的掩模工艺使敏感面成型为各种形状，例如不透辐射的金属箔、附着膜等均可用作掩模;辐射检测器所在处不用通电，整个操作为纯光学操作，因此在有辐射伤害的地方也可以使用这种检测器;由于检测器表面大，不需调准或只需简单调准;在板的两侧均可进行辐射检测;可以在板上闪烁体的吸收范围内选择检测器的光谱灵敏度，因而可以针对测量对象来选择闪烁体;通过正确选择荧光屏材料，即闪烁体，可以使电子、质子、γ量子和X射线量子在不同能量范围的荧光量子产额最佳。例具有聚碳酸酯芯部和聚(4-甲基-1-戊烯)外层涂料的聚合物光波导管的芯部掺有二萘嵌苯染料，这种染料吸收的光波长为520～580nm。纤维直径为1毫米。每根长15厘米的9根光波导管平行排成一束，在纤维的一端的两面遮有两块板，每块板的大小为1厘米×2厘米(图2)。这种板是市售的X射线荧光屏，它含有硫化(锌、镉)银颜料，该颜料的发射波长为540nm。这个波长在光波导管染料吸收范围内。板和纤维互相粘在一起，封装在一根黑色薄壁收缩管内以防止外界干扰。为了使光敏二极管的强度最大，需在荧光屏处的纤维端部涂一层反射层。由于荧光光波导管的衰减相当大，所以当传到光敏二极管的路径较长时应该用插头来使未染色的荧光波导管顺次转接起来。下表给出了用X射线束照射检测器的敏感表面时的测量结果。结果表明X射线管中的阴极电流和光敏二极管的电压呈线性关系。表阴极电流(mA)检测电压(V)30KV40KV(管电压)50.220.53100.481.14150.751.74201.012.36251.282.96301.553.58权利要求1.一种检测不可见辐射及带电粒子的检测器，它由辐射吸收板以及至少一根与此板相连并含有荧光染料的光波导管构成，其特征在于至少一根光导管和至少一块板的表面平行排列。2.如权利要求1的检测器，其特征在于多根光波导管和至少一块板的表面平行排列。3.如权利要求1的检测器，其特征在于至少一根光波导管安排在两块彼此平行的板之间。4.如权利要求1的检测器，其特征在于多根光波导管安排在两块彼此平行的板之间。全文摘要一种用来检测不可见辐射及带电粒子的检测器，它由至少一块辐射吸收板和至少一根与这块板的表面平行且含有荧光染料的光波导管构成。因吸收辐射而产生的板内的荧光将在光波导管内转变成荧光辐射，并通过全反射导向一个光敏半导体元件而被检测。文档编号G01T5/08GK1043790SQ8910907公开日1990年7月11日 申请日期1989年12月5日 优先权日1988年12月7日专利技术者沃纳·格罗, 约亨·库坦丁, 彼得·赫布雷希兹梅尔, 约尔根·泰斯 申请人:赫彻斯特股份公司 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测不可见辐射及带电粒子的检测器，它由辐射吸收板以及至少一根与此板相连并含有荧光染料的光波导管构成，其特征在于：至少一根光导管和至少一块板的表面平行排列。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：沃纳格罗，约亨库坦丁，彼得赫布雷希兹梅尔，约尔根泰斯，
申请(专利权)人：赫彻斯特股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]