闪烁器阵列、闪烁器、包括闪烁器阵列或闪烁器的辐射检测装置、以及形成它们的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及闪烁器阵列、闪烁器、包括闪烁器阵列或闪烁器的辐射检测装置、以及 形成它们的方法。
【背景技术】
[0002] 辐射检测装置在各种应用中被使用。例如，辐射检测装置可以包括可以用于成像 应用（如医学诊断装置或安全检查装置）、军事应用等的闪烁器阵列。辐射检测装置的进一 步改进是期望的。
【附图说明】
[0003] 实施例作为例子被示出并且不受附图限制。
[0004] 图1包括根据实施例的辐射检测装置的图示。
[0005] 图2包括根据实施例的闪烁器元件的阵列的图示。
[0006] 图3包括具有沿着它们的表面的凹槽的闪烁器材料的板和在将工件联结在一起 之前插入每个相邻工件之间的反射片材的图示。
[0007] 图4包括在将板联结在一起之后图3的闪烁器材料的板的图示。
[0008] 图5包括在切割联结板的部分之后图4的闪烁器材料的切片的图示。
[0009] 图6包括在沿着闪烁器元件的侧表面形成凹槽之后图5的部分的图示。
[0010] 熟练技术人员应当领会图中的元件为了简单和清楚而示出并且不必按照比例绘 制。例如，图中的一些元件的尺寸可以相对于其它元件放大以帮助改善本发明的实施例的 理解。
【具体实施方式】
[0011] 以下描述与附图组合被提供以帮助理解本文中公开的教导。以下论述将聚焦于教 导的具体实现方式和实施例。该聚焦被提供以帮助描述教导并且不应当被理解为限制教导 的范围或可应用性。
[0012] 当在本文中使用时，关于阵列内的两个特定物品的术语"紧邻"旨在表示没有其它 类似物品布置在两个特定物品之间。例如，在闪烁器元件的闪烁器阵列中，两个紧邻闪烁器 元件可以彼此接触或间隔；然而，没有其它闪烁器元件布置在两个紧邻闪烁器元件之间。应 当注意空气、反射片材、填充材料等可以布置在两个紧邻闪烁器元件之间。
[0013] 关于闪烁器元件的术语"光电传感器表面"旨在表示耦合到或打算耦合到光电传 感器的表面。关于闪烁器元件的术语"侧表面"旨在表示邻近光电传感器表面的表面。
[0014] 术语"稀土"或"稀土元素"旨在表示元素周期表中的Y、Sc和镧系元素（La至Lu)。 在化学式中，稀土元素将由"RE. "表示。
[0015] 术语"包括"、"包含"、"具有"或它们的任何其它变型旨在涵盖非排他包括。例如， 包括特征的列表的过程、方法、制品或装置不必仅仅被限制到那些特征，而是可以包括未明 确列出的其它特征或这样的过程、方法、制品或装置固有的其它特征。此外，除非相反地明 确说明，"或"表示兼或而不是异或。例如，条件A或B由以下的任何一个满足：A为真（或 存在）并且B为假（或不存在），A为假（或不存在）并且B为真（或存在），以及A和B都 为真（或存在）。
[0016] "一"的使用用于描述本文中所述的元件和部件。这样做仅仅是为了方便和赋予本 发明的范围的一般意义。该描述应当被理解为包括一个或至少一个并且单数也包括复数， 反之亦然，除非显而易见它具有另外含义。
[0017] 除非另外限定，本文中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属的领域中的 普通技术人员的通常理解相同的含义。材料、方法和例子仅仅是示例性的并且不旨在限制。 在本文中未描述的范围内，关于具体材料和加工行动的许多细节是常规的并且可以在闪烁 和辐射检测领域内的教科书和其它资源中找到。
[0018] 像素阵列或闪烁器内的闪烁器元件可以具有适合于将闪烁光提供给光电传感器 的光电传感器表面。在实施例中，基本上白色的反射片材可以在闪烁器元件的对之间，并且 透明粘合剂可以布置在反射片材和闪烁器元件之间。在特定实施例中，反射片材可以具有 至少大约50的光泽值。在另一实施例中，闪烁器元件或闪烁器可以包括沿着闪烁器元件 或闪烁器的一个或多个侧面的凹槽。凹槽可以具有在朝着光电传感器表面的方向上的长 度。基本上白色的反射片材、透明粘合剂、凹槽或它们的任何组合可以帮助改善从闪烁器元 件或闪烁器输出的光，当光耦合到辐射检测装置中的光电传感器时这又可以帮助改善信噪 比。
[0019] 图1示出辐射检测装置10的实施例。辐射检测装置可以是医学成像装置、测井装 置、安全检查装置、中子检测装置、军事应用等。
[0020] 在所示的实施例中，辐射检测装置10包括闪烁器元件122的阵列12、光电传感器 142的阵列14和控制模块16。阵列12包括闪烁器元件122和背衬材料124。闪烁器元件 122可以包括无机闪烁器材料，如稀土或其它金属卤化物；稀土硫化物，氧硫化物，锗酸盐， 硅酸盐（例如，氧正硅酸盐，焦硅酸盐等）；石榴石；CdW0 4;CaW04;ZnS ;ZnO ;ZnCdS ;另一合 适的闪烁器材料；等等。在特定实施例中，闪烁器元件122可以包括氧正硅酸镥、氧正硅酸 镥钇、稀土铝石榴石、碘化铯或钾冰晶石。闪烁器材料可以是多晶的或基本上单晶的。在实 施例中，当闪烁器元件122俘获目标辐射时闪烁器元件122可以生成闪烁光。在特定实施 例中，目标辐射可以包括伽马辐射、x射线、中子、另一合适的辐射或它们的任何组合。来自 闪烁器元件122的闪烁光穿过它们的光电传感器表面120,并且因此光电传感器表面120可 以将闪烁光提供给光电传感器142。
[0021] 背衬材料124可以对目标辐射基本上透明。在实施例中，背衬材料124可以对闪 烁光基本上不透明。以该方式，来自辐射检测装置10的外部的环境光不太可能由光电传感 器142的阵列14或控制模块16误判为闪烁光。背衬材料124可以包括塑料，如环氧树脂、 聚丙烯、另一聚合物或它们的任何组合。背衬材料124自身可以是反射性的或者反射材料 可以布置在闪烁器元件122和背衬材料124之间。此外，如果需要或想要的话，粘性化合物 可以布置在闪烁器元件122和背衬材料124之间。粘性化合物可以是反射性的或者对于闪 烁光是光学透明的或半透明的。随后在本说明书中更详细地论述阵列12内的闪烁器元件 122的形状、尺寸和间隔。
[0022] 阵列14包括光电传感器142和衬底144。闪烁器元件122光耦合到光电传感器 142。基本上透明的材料130可以布置在闪烁器元件122和光电传感器142之间。材料130 可以呈固体、液体或气体的形式。在未示出的另一实施例中，闪烁器元件122可以接触光电 传感器142。闪烁器元件122与光电传感器142的比率可以为1 : 1、2 : 1、5 : 1乃至更 尚。
[0023] 光电传感器142可以包括光电倍增管、基于半导体的光电倍增管、混合光电传感 器或它们的任何组合。光电传感器142可以接收由闪烁器元件122发射的光子并且然后产 生对应于被接收的光子的电子脉冲。在特定实施例中，衬底144可以包括用于光电传感器 142的电连接器、用于引导电子信号的印刷接线板等。
[0024] 光电传感器142电親合到控制模块16。在所不的实施例中，光电传感器142双向 耦合到控制模块16,并且在（未示出的）另一实施例中，光电传感器142单向耦合到控制模 块16。来自光电传感器142的电子脉冲可以由控制模块16成形、数字化、分析或进行它们 的任何组合以提供在光电传感器142处接收的光子的计数并且产生用于成像或其它目的 的信息。控制模块16可以包括放大器、前置放大器、鉴别器、模数信号转换器、光子计数器、 另一电子部件或它们的任何组合。控制模块16可以包括逻辑以基于电子脉冲或它们的缺 失并且至少部分地基于由光电传感器142提供的电子脉冲确定接收目标辐射的特定闪烁 元件或闪烁器元件的位置。可以从来自控制模块16的位置和强度信息生成图像。
[0025] 图2包括将由阵列14的光电传感器142看到的阵列12的图示。因此，在图2中 看到闪烁器元件122的光电传感器表面120。在所示的实施例中，闪烁器元件122被组织成 沿着在x方向和y方向上延伸的假想线定位的行和列。在另一实施例中，可以使用不同分 组。闪烁器元件122通过空间232和空间234彼此分