一种复合晶体、伽玛射线探测器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种复合晶体、伽玛射线探测器及其制备方法，其中所述伽玛射线探测器包括复合晶体阵列和光电倍增管；所述复合晶体阵列通过光耦合剂与光电倍增管耦合在一起；所述复合晶体阵列包括多个单根复合晶体，所述单根复合晶体之间填充有长短不一的反光层；所述单根复合晶体通过切磨抛处理复合晶体获得。所述复合晶体包括闪烁晶体和光导材料，闪烁晶体和光导材料之间通过胶合剂粘贴在一起，且闪烁晶体和光导材料的位置对准不偏离。所述胶合剂为光学水泥。本发明专利技术所述的伽玛射线探测器的空间分辨率较高，制作复合晶体的工艺简单，易生产，且组装工艺的稳定性、可重复性高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于辐射探测成像
，涉及一种探测器，尤其涉及。
技术介绍
传统的伽玛射线探测器通常以一种闪烁晶体作为探测材料，以光电倍增管等光电转化器件作为信号放大器，统称为闪烁探测器。当伽玛射线入射到闪烁晶体内并被闪烁晶体吸收时，闪烁晶体会释放出极其微弱的闪烁光。在可见光区或紫外光区的闪烁光通过光收集部件(即光导)能尽量多地射到光电倍增管的光敏层上进行光电转换，并经多级放大后最终在输出端形成电脉冲信号。通过检测电脉冲信号即可获得伽玛射线的全部信息。这种传统的闪烁探测器具有高效率、高信噪比和响应时间快等特点，被广泛应用于高能物理、宇宙射线探测及核医学的研究中，是当今辐射探测
中不可或缺的手段。传统的探测器需要使用独立的光导材料将闪烁晶体阵列和光电倍增管耦合在一起，如图Ia所示在制作传统探测器时，首先将单根的闪烁晶体组装成一个规整的闪烁晶体阵列1，单根晶体与单根晶体之间用反光材料进行填充，然后用特别的光耦合剂与一整块尺寸合适，一定厚度并且透光性能优异的大块光导片2粘贴，最后在光导片的出光面与光电倍增管3(PMT)进行粘贴，这样就完成了闪烁晶体与光电倍增管的耦合，加上处理光电倍增管信号的相关电路即形成了完整的伽玛射线探测器。这种耦合方法在工艺实现上较为简单，但是由于光导片的分光作用有限，导致探测器空间分辨率不高。为了提高传统探测器的分辨率，一些探测器选用了较为复杂的指状刻槽光导片，如图Ib所示。在制作指状刻槽光导片2’时需要达到三个要求1)刻槽位置精确，即槽的 位置与晶体阵列中的反光层材料位置一致；2)每一条槽要选择合适的深度以实现闪烁光的智能分光；3)每一条刻槽都要求完整，即不能在刻槽时产生崩边和裂痕，并在槽内填充反光材料。实现闪烁晶体阵列和指状刻槽光导片粘贴无偏差对接要求晶体阵列的组装和刻槽的切割非常精确，增加了工艺上的难度。这种耦合方法增加了光导的分光作用，但是工艺实现较难。另外还有一些探测器利用闪烁晶体本身作为光导，如图Ic所示的指状刻槽的闪烁晶体阵列I’。这种探测器具有很强的分光能力，同时也不存在图Ib中的对位问题，但在该类探测器中，闪烁晶体底部区域分光受到限制，进而造成探测器整体分辨率下降。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种复合晶体及其制备方法，该复合晶体在保持工艺简单的同时又可以提高了光导的分光能力；此外，本专利技术还提供一种伽玛射线探测器及其制备方法，该伽玛射线探测器具有极高的工艺稳定性，且实现了闪烁光在光导内部的智能化引导。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案。一种复合晶体，包括闪烁晶体和光导材料，闪烁晶体和光导材料之间通过胶合剂粘贴在一起，且闪烁晶体和光导材料的位置对准不偏离。所述胶合剂为光学水泥。一种复合晶体的制备方法，包括以下步骤 步骤Al，清洗闪烁晶体和光导材料，确保表面洁净；步骤A2，用胶合剂将闪烁晶体和光导材料胶合在一起，胶合时要确保胶合处无气泡，并且闪烁晶体和光导材料的位置对准不偏离；所述胶合剂为光学水泥；步骤A3，根据胶合剂的固化特性，选择合适的固化条件，对胶合的闪烁晶体和光导材料进行固化处理，形成复合晶体。一种由复合晶体制作的伽玛射线探测器，所述伽玛射线探测器包括复合晶体阵列和光电倍增管；所述复合晶体阵列通过光耦合剂与光电倍增管耦合在一起；所述复合晶体阵列包括多个单根复合晶体，所述单根复合晶体之间填充有长短不一的反光层；所述单根复合晶体通过切磨抛处理复合晶体获得。所述复合晶体包括闪烁晶体和光导材料，闪烁晶体和光导材料之间通过胶合剂粘贴在一起，且闪烁晶体和光导材料的位置对准不偏离。所述胶合剂为光学水泥。一种伽玛射线探测器的制备方法，包括以下步骤步骤BI，清洗闪烁晶体和光导材料，确保表面洁净； 步骤B2，用胶合剂将闪烁晶体和光导材料胶合在一起，胶合时要确保胶合处无气泡，并且闪烁晶体和光导材料的位置对准不偏离；所述胶合剂为光学水泥；步骤B3，根据胶合剂的固化特性，选择合适的固化条件，对胶合的闪烁晶体和光导材料进行固化处理，形成复合晶体；步骤B4，将复合晶体切割成合适尺寸的单根复合晶体；步骤B5，在单根的复合晶体之间加入长短不一的反光层，形成复合晶体阵列；步骤B6，将复合晶体阵列通过光耦合剂和光电倍增管耦合。本专利技术的有益效果在于本专利技术所述的伽玛射线探测器的空间分辨率较高，制作复合晶体的工艺简单，易生产，且组装工艺的稳定性、可重复性高。附图说明图Ia为传统的探测器的结构示意图；图Ib为采用指状刻槽光导片的探测器的结构示意图；图Ic为利用闪烁晶体自身作光导的探测器的结构示意图；图2a为大块闪烁晶体的结构示意图；图2b为大块光导片的结构示意图；图2c为大块复合晶体的结构示意图；图2d为单根复合晶体的结构示意图；图3a为本专利技术所述的由复合晶体制作的伽玛射线探测器的结构示意图；图3b为本专利技术所述的单根复合晶体的结构示意图；图4a为传统的探测器的分光能力示意图；图4b为本专利技术所述的伽玛射线探测器的分光能力示意图；图5a为本专利技术所述的复合晶体阵列的俯视剖面图5b为本专利技术所述的复合晶体阵列的侧视剖面图。主要组件符号说明I、闪烁晶体阵列；2、大块光导片；3、光电倍增管PMT;2 ’、指状刻槽光导片；I’、指状刻槽的闪烁晶体阵列； 4、复合晶体阵列；5、单根复合晶体；6、闪烁晶体；7、光导玻璃；8、边框支架；9、反光层。具体实施例方式本专利技术的目的是提出一种将闪烁晶体和光导结合在一起，形成统一的复合晶体的方法。它首先实现了单根的闪烁晶体与单根的光导材料完美地粘贴在一起，即单根的复合晶体，然后再用这些复合晶体组装成阵列，复合晶体之间填充长短不一的反光层材料，这样组装的复合晶体阵列同时继承了图Ia和图Ib所示的两种耦合方式的优点，即在保持工艺简单的同时又可以提高了光导的分光能力。下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明。实施例一本实施例提供一种用于伽玛射线探测器的复合晶体，该复合晶体的具体结构如图2a至图2d所示,其中图2a表示的是大块闪烁晶体，图2b表示的是大块光导片，图2c所示的是大块复合晶体，图2d所示的是单根复合晶体。图2c中，大块复合晶体上半部为闪烁晶体，下半部为光导材料，闪烁晶体和光导材料之间通过特殊的胶合剂粘贴在一起，形成统一的复合晶体大块，对该复合晶体大块进行切磨抛处理后得到用于组装晶体阵列的单根复合晶体，即图2d所示的结构。实施例二本实施例提供一种用实施例一所述的复合晶体制作的伽玛射线探测器，如图3a、图3b和图5b所示，单根复合晶体5之间填充着长短不一的反光层9构成复合晶体阵列4。所述复合晶体阵列4通过光耦合剂与光电倍增管3耦合在一起；所述复合晶体阵列4包括多个单根复合晶体5，所述单根复合晶体5之间填充有长短不一的反光层9 ;复合晶体阵列4由边框支架8包裹；所述单根复合晶体5通过切磨抛处理复合晶体获得；单根复合晶体5的上部为闪烁晶体6，下部份为光导玻璃7 (即光导材料)。这类似于图Ib所示的使用指状光导片的传统探测器，但是它解决了传统探测器中的晶体与光导对位问题，而且整个组装工艺更加简单、灵活。由于复合晶体本身已包含光导部分，因此单根复合晶体组装在一起后，可直接通过光耦合剂与光电倍增管耦合在一起，构成伽玛射线探测器。本实施例所述的复合晶体阵本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合晶体，其特征在于：包括闪烁晶体和光导材料，闪烁晶体和光导材料之间通过胶合剂粘贴在一起，且闪烁晶体和光导材料的位置对准不偏离。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：应关荣，谢舒平，
申请(专利权)人：上海生物医学工程研究中心，
类型：发明
国别省市：