一种提高X射线光子计数探测器计数特性的系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种提高X射线光子计数探测器计数特性的系统及方法，包括偏压调节，温度控制和亚禁带光灯，通过调节偏压的大小找到最合适的极化校正偏压，减弱甚至消除其反向内建电场，使探测器光机谱向高能量阈值方向偏移。随温度升高探测器电场畸畸变减弱，载流子收集效率提高，光机谱右移。亚禁带光激发价带电子与缺陷能级上俘获的空穴复合，减小空穴的积累，削弱内建电场，探测器能谱右移，收集效率提高。本发明专利技术提出的偏压调节，温度控制和亚禁带光选择的方法，可以显著提高极化条件下的探测器对X射线的响应以及光子计数能力，整个方法探测效率高，计数性能优异。可满足对X射线骨密度仪探测器的高精度，高成像质量的应用要求。高成像质量的应用要求。高成像质量的应用要求。

【技术实现步骤摘要】
一种提高X射线光子计数探测器计数特性的系统及方法


[0001]本专利技术属于X射线辐射探测与成像领域，涉及一种提高X射线光子计数探测器计数特性的系统及方法。具体来说是对在大剂量X射线下产生电场畸变，导致极化的X射线探测器进行偏压调节，温度控制和亚禁带光选择，使得探测器对X射线的响应以及光子计数能力被提高，改善X射线光子计数探测器的极化效应，提高X射线探测器的计数率，属于X射线辐射探测与成像领域。

技术介绍

[0002]随着科技的发展，人们对于X射线成像领域的要求也在逐渐提高，人们正将光子计数技术方向转移到大剂量、高计数探测上。X射线光子计数型探测器因其优异的性能在安检和医疗等X射线成像领域具有重大应用价值。
[0003]X射线光子计数探测器的应用往往受限于其在大剂量X射线下由于大量空穴在阴极附近区域的累积，建立了反向电场使得净电场强度减小，减小了载流子漂移速度，同时大量的载流子发生复合作用，从而发生极化效应，造成计数率的降低。为实现光子计数探测器在医学成像等领域的应用，减小极化效应，提升探测器在高剂量下的计数率是至关重要的。
[0004]人们一直在探究如何通过控制外界条件来消除或减小极化效应的影响。通过偏压，温度和亚禁带光等外加条件的激励是切实可行的方法，但是将其中两者或者两者以上进行结合改善X射线光子计数探测器极化效应，提高计数率的实际应用鲜有报道。计数特性是实现器件功能和限制探测器探测效率的主要因素，探测器的计数特性的提高是发展X射线光子计数探测器大趋势。

技术实现思路

[0005]要解决的技术问题
[0006]为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出一种提高X射线光子计数探测器计数特性的系统及方法，具有良好的X射线的探测和成像能力，同时具有相比于未用此方法的探测器更高的探测效率，至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
[0007]技术方案
[0008]一种提高X射线光子计数探测器计数特性的系统，其特征在于包括恒温恒压器1、亚禁带光灯2、偏压控制器4、温度测试保温板6、温度控制器8和PC机；探测器位于恒温恒压器1内腔，探测器两端电极一端连接偏压控制器4，一端接地；恒温恒压器1额一侧设有观测窗口3，亚禁带光灯2位于观测窗口3上方且与探测器相对应；温度测试保温板6位于探测器下方，与温度控制器8电连接；温度控制器8和偏压控制器4与PC机电信号连接。
[0009]一种利用权利要求1所述系统提高X射线光子计数探测器计数特性的方法，其特征在于步骤如下：
[0010]步骤1：对需要测试的X射线光子计数探测器进行计数率测试，
[0011]步骤2：探测器两端电极一端连接偏压控制器，一端连地；探测下面放置温度测试
保温板，温度测试保温板与温度控制器相连，温度控制器8和偏压控制器4与PC机电信号连接；
[0012]步骤3：亚禁带光灯置于观测窗口上方，对探测器能够进行亚禁带光照射；
[0013]步骤4：以偏压控制器在
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300～
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600V负高压对探测器施加偏压，找出使探测器计数率提高最好的偏压；
[0014]步骤5：在步骤4选择偏压的条件下，对探测器在25～35℃的温度范围内进行计数测试，找出提高计数率最显著的工作温度；
[0015]步骤6：保持偏压和温度不变，在亚禁带光波长为1050nm～1550nm范围内对探测器进行亚禁带光照射，找出提高计数率最显著的亚禁带光波长和强度。
[0016]有益效果
[0017]本专利技术提出的一种提高X射线光子计数探测器计数特性的系统及方法，包括偏压调节，温度控制和亚禁带光选择三大部分，通过对上述三大部分的结合达到提高提高骨密度仪用X射线探测器计数特性的目的。其中偏压调节为在探测器在极化条件下，通过调节偏压的大小对不同的探测器找到最合适的极化校正偏压，减弱甚至消除其反向内建电场，显著提高载流子收集效率，使探测器光机谱向高能量阈值方向偏移。其中温度控制为在探测器在极化条件下，通过对探测器工作温度的控制，在X射线剂量较高时，随温度升高探测器电场畸畸变减弱，载流子收集效率提高，光机谱右移。其中亚禁带光选择为在探测器在极化条件下，选择最合适的亚禁带光波长与强度，激发价带电子与缺陷能级上俘获的空穴复合，减小空穴的积累，削弱内建电场，探测器能谱右移，收集效率提高。本专利技术提出的偏压调节，温度控制和亚禁带光选择的方法，可以显著提高极化条件下的探测器对X射线的响应以及光子计数能力，整个方法探测效率高，计数性能优异。可满足对X射线骨密度仪探测器的高精度，高成像质量的应用要求。
[0018]本专利技术的有益效果在于：
[0019]第一、利用偏压，温度以及亚禁带光的外加激励，使探测器的内建电场减弱，收集效率增大，计数率提高。
[0020]第二、(灵活可控)可实现对不同的计数特性的探测器都有不同的参数设置方案。针对不同探测器特有的计数特性，采用不同的偏压，温度以及亚禁带光波长和强度。
[0021]第三、整个方法易于实施与控制，不局限于某种特定的探测器，对大剂量下发生计数性能变差的X射线探测器都可以实现，计数性能的提升，计数率的精确检测。
附图说明
[0022]图1是本专利技术的系统结构示意图；
[0023]图2是未对探测器外加激励的计数率随X射线剂量的变化曲线；
[0024]图3是不同工作偏压下计数率随X射线剂量的变化曲线；
[0025]图4是
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600V偏压的不同工作温度下计数率随X射线剂量的变化曲线；
[0026]图5是
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600V偏压，33.3℃的不同波长亚禁带光照下探测器计数率变化曲线；
[0027]图6本专利技术的方法测试流程图。
[0028]主要符号说明：1
‑
恒温恒压器，2
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亚禁带光灯，3
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观察窗，4
‑
偏压控制器，5
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电极，6
‑
温度测试保温板，7
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PC，8
‑
温度控制器，9
‑
探测器。
具体实施方式
[0029]现结合实施例、附图对本专利技术作进一步描述：
[0030]对于发生极化效应导致探测性能较差的X射线光子计数探测器，极化效应的本质是晶体内的电场畸变和空间电荷区的形成，由于载流子陷获引起的电场畸变，对晶体内的电场分布和空间电荷进行了计算。估算发现：计数性能较差的探测器其电场线性变化系数高、空间电荷密度较高、电场畸变较大。通过偏压控制器，温度控制器，亚禁带光照射的外加激励有利于内建电场的减弱，前放上升沿时间减小，载流子收集效率提高，计数率增加。而对于不同的晶体其内部缺陷不同，通过对探测器进行计数率测试选出最合适的偏压，温度，亚禁带光。
[0031]探测器两端电极一端连接偏压控制器，一端连地。
[0032]探测下面放置温度测试保温板，温度测试保温板与温度控制器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高X射线光子计数探测器计数特性的系统，其特征在于包括恒温恒压器(1)、亚禁带光灯(2)、偏压控制器(4)、温度测试保温板(6)、温度控制器(8)和PC机；探测器位于恒温恒压器(1)内腔，探测器两端电极一端连接偏压控制器(4)，一端接地；恒温恒压器(1)的一侧设有观测窗口(3)，亚禁带光灯(2)位于观测窗口(3)上方且与探测器相对应；温度测试保温板(6)位于探测器下方，与温度控制器(8)电连接；温度控制器(8)和偏压控制器(4)与PC机电信号连接。2.一种利用权利要求1所述系统提高X射线光子计数探测器计数特性的方法，其特征在于步骤如下：步骤1：对需要测试的X射线光子计数探测器进行计数率测试，步骤2：探测器两端电...

【专利技术属性】
技术研发人员：康阳，武蕊，李颖锐，查钢强，魏登科，郭晨，
申请(专利权)人：西北工业大学青岛研究院陕西翱翔辐射探测科技有限公司，
类型：发明
国别省市：