半导体辐射探测器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于探测辐射，具体为用于探测X射线辐射或伽马辐射的探测器、探测方法以及探测计算机程序。本发明还涉及一种用于生成目标的投影数据的投影数据生成系统、投影数据生成方法以及投影数据生成计算机程序。
【背景技术】
[0002]US 2010/0086098A1公开了一种光子计数CdZnTe(CZT)像素化探测器，所述探测器包括阳极、阴极以及在所述阳极与所述阴极之间的用于将X射线辐射转换成电子和空穴的CZT晶体，其中，所述电子能由所述阳极来收集，并且取决于收集到的电子来生成探测信号。探测器的性能关键受对CZT晶体进行充电的影响，这导致内部电场抵消被施加到所述阳极和所述阴极的偏置电压。通过使用具有一个或多个特定波长的红外光来减小探测器的这种极化。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种允许对极化的改进的减小的探测器、探测方法以及探测计算机程序。本发明的另外的目的是提供一种用于通过使用所述探测器来生成目标的投影数据的投影数据生成系统、投影数据生成方法以及投影数据生成计算机程序。在本发明的第一方面中，提出了一种用于探测辐射的探测器，其中，所述探测器包括:
[0004]-阳极、阴极以及用于将辐射转换成电子和空穴的中间直接转换材料，其中，所述电子能由所述阳极来收集，
[0005]-探测信号生成器，其用于取决于收集到的电子来生成探测信号，
[0006]-照射器，其用于利用为宽带可见光和/或宽带红外光的照射光来照射所述直接转换材料。
[0007]由于所述照射器不仅利用一个或若干特定波长的或红外的光，而且利用例如是宽带红外光的照射光来照射所述直接转换材料，因此被捕获的空穴能够在不同的陷阱能级处被直接激励。这导致通常相对缓慢地移动的空穴归因于捕获和逃逸动作而更快地移动。因此所述空穴能够更快地移动到所述直接转换材料的外面，使得空穴的净积累在所述直接转换材料中充电，并且因此能够减小所述极化，具体为能够消除或阻止所述极化。此外，所述宽带红外照射光能够使得所述直接转换材料被加热，这还能够造成减小的极化，具体为对所述极化的消除或阻止。如果使用宽带可见光，则所述照射光创建移入到所捕获的空穴的电子，其中，所述极化能够被减小，具体为通过所述电子与所述空穴的重新组合而被消除。
[0008]所述直接转换材料优选地是如CdTe晶体或CZT晶体的直接转换晶体。所述直接转换材料优选地适于将X射线辐射和/或伽马辐射转换成电子和空穴。
[0009]所述照射器和所述阴极优选地适于使得所述直接转换材料被利用所述照射光通过所述阴极来照射。所述阴极可以由对于所述照射光透明的阴极材料制成，和/或所述阴极可以包括开口，所述直接转换材料能通过所述开口而被所述照射光照射。
[0010]所述光源和所述阴极优选地适于使得所述直接转换材料被均匀地照射。为了提供基本均匀的照射，所述照射器可以包括:光源，其用于提供所述照射光；以及光引导元件，其用于引导所述照射光使得所述直接转换材料通过所述阴极被所述照射光基本均匀地照射。所述光引导元件可以是光分布元件，所述光分布元件是用于使所述照射光在穿过所述阴极之前散射和/或衍射的散射元件和/或衍射元件。具体地，所述光分布元件可以是衍射板和/或散射板，所述光源的所述照射光能够被耦合到所述衍射板和/或所述散射板中，并且所述照射光能够从所述衍射板和/或所述散射板基本均匀地耦合出。优选地，所述光分布元件被布置在所述阴极上。
[0011 ] 所述直接转换材料优选地包括入射表面，要被探测的所述辐射通过所述入射表面进入所述直接转换材料，其中，所述照射器包括用于提供所述照射光的光源，其中，所述光分布元件和所述光源适于使得所述照射光被耦合到所述光分布元件中，并且所述光源被布置在所述入射表面的旁边，使得所述光源不阻止要被探测的所述辐射到达所述直接转换材料，其中，所述光分布元件包括用于将光朝向所述阴极耦合出所述光分布元件的光学结构，其中，所述阴极包括开口，并且其中，所述光分布元件和所述阴极适于使得所述光分布元件的所述光学结构和所述阴极的所述开口彼此对齐。所述开口和所述光学结构优选地被沿所述入射表面均匀分布，使得能够提供所述照射光对所述直接转换材料的基本均匀的照射。
[0012]在另外的实施例中，所述直接转换材料包括入射表面，要被探测的所述辐射通过所述入射表面进入所述直接转换材料，其中，所述阴极被布置在所述入射表面上，并且其中，所述照射器适于使得所述直接转换材料由所述照射光在相对于所述入射表面倾斜的照射方向上照射。因此，在该实施例中，所述照射方向不平行且不垂直于所述入射表面。此夕卜，在该实施例中，所述照射器可以包括至少两个光源，所述至少两个光源用于从不同的照射方向照射所述入射表面。例如，能够从所述探测器的两个相对侧照射所述入射表面。这允许由所述照射光来照射所述直接转换材料，而不必将所述照射器的部分布置在所述入射表面上。因此所述照射器能够被构建，而不考虑与要被探测的所述辐射的相互作用，尤其是与X射线辐射或伽马辐射的相互作用。
[0013]在另外的优选实施例中，所述直接转换材料包括入射表面，所述辐射通过所述入射表面进入所述直接转换材料，其中，所述阴极被布置在所述入射表面上，并且其中，所述照射器包括在所述阴极上的光源，所述光源对于要被探测的所述辐射是透明的。此外，所述光源优选地包括至少两个电极以及中间光发射材料，其中，所述光发射材料适于使得在电压被施加到所述至少两个电极的情况下所述光发射材料发射光，其中，所述光源的所述电极中的一个由所述入射表面上的所述阴极形成。所述光源优选地是有机光发射设备(OLED)或者另一光发射设备。这允许对包括所述照射器的所述探测器的非常紧凑的构建。
[0014]在另外的实施例中，所述照射器是单独的元件，使得所述照射器能相对于所述阳极、所述阴极以及所述直接转换材料移动。在所述探测器由投影数据生成系统用于生成目标的投影数据的情况下，这种分离是特别有用的，其中，所述系统包括:辐射源，其用于提供用于穿过所述目标的辐射；以及所述探测器，其用于在所述辐射已经穿过所述目标之后探测所述辐射，并且用于取决于探测到的辐射来生成探测信号，其中，所述投影数据是基于所生成的探测信号而生成的，并且其中，所述系统还包括转子和定子，其中，所述转子能关于所述定子旋转。在该范例中，所述辐射源以及所述探测器的所述阳极、所述阴极和所述直接转换材料能够被安装在所述转子上，并且所述探测器的单独的照射器能够被安装在所述定子上，其中，所述照射器能够适于照射所述投影数据生成系统的整个圆形区域，所述阴极在被旋转时被移动通过所述圆形区域。因此，可以不必将所述照射器与所述探测器一起旋转，这能够简化在所述转子上对所述探测器的构建。
[0015]在优选实施例中，所述照射器适于以强度调制模式(具体为脉冲模式)来照射所述直接转换材料。此外，所述照射器和所述探测信号生成器可以适于使得在某时处，所述直接转换材料由光照射或者生成探测信号。这能够减小所述照射光对所生成的探测信号的通常可能的不利影响。具体地，脉冲照射光和对诸如所述X射线辐射或所述伽马辐射的所述辐射的所述探测能够被同步，使得所生成的探测信号不具有来自所述照射光的任何贡献，从而提高所述探测信号的质量。在另一实施例中，所述照射器能够适于以连续模式来照射所述直接转换材料。
[0016]所述照射器可以适于取决于所生成的探测信号来照射所述直接转换材料。例如，所述照射器能够适于以脉冲模式照射所述直接转换材料，其中，所述照射器能够适于使得由光脉冲照射所述直接转换材料的时间和/或所述光脉冲的强度取决于所生成的探测信号。具体地，所述照射器能够适于随着如由所述探测信号指示的X射线强度的增加来增加脉冲频率。这种取决于所生成的探测信号的、对于所述照射光对所述直接转换材料的照射的控制能够引起所述照射光的经改进的照射。所述照射器还能够适于取决于由诸如X射线辐射源或核辐射源的辐射源发射的辐射来照射所述直接转换材料。所述辐射源可以向所述探测器提供指示例如辐射通量的信号，其中，所述照射器能够适于取决于所述辐射通量来照射所述直接转换材料。所述照射对由所述辐射源提供的信号的相关性，和/或尤其是所生成的探测信号对所述辐射通量的相关性，能够是预定义的并且能够被存储在查找表中。能够通过使用校准测量结果来预定义该相关性，其中，如照射光强度、照射光脉冲的时间等的照射参数被选择，使得对于所述辐射源的至少一个给定的各自的参数(如所述辐射通量)和/或对于各自的所生成的探测信号，对极化的减小被最大化。
[0017]所述探测器还优选地包括极化程度确定单元，所述极化程度确定单元用于确定指示所述直接转换材料的极化的程度的极化程度值，其中，所述照射器适于取决于所述极化程度值来照射所述直接转换材料。具体地，所述极化程度确定单元适于测量电子从所述阴极移动到所述阳极所需要的时间，并且适于取决于测得的时间来确定所述极化程度值。例如，所述极化程度确定单元能够适于在能够被认为是飞行时间的测得的时间较长的情况下确定指示较大极化的极化程度值，并且适于在测得的时间较小的情况下确定指示较小极化的极化程度值。为了测量所述飞行时间，所述阴极优选地被利用可见光来照射，仅靠近所述阴极生成电子。因此，为了对所述电子在所述阴极处生成的生成时间进行定义，能够由所述照射器提供发射照射光的时间，其中，该生成时间能够与测得的所述电子到达所述阳极的时间一起由所述探测信号生成器用于确定所述飞行时间，并且因此确定所述极化程度值。因此能够确定所述直接转换材料的极化的程度，而不必要求额外的部件来测量所述极化。此外，通过取决于所确定的极化程度值来照射所述直接转换材料，所述照射光的照射能够适于在所述直接转换材料之内的实际当前极化，这允许进一步改进的照射，以及因此的进一步提1?的极化减小O
[0018]在优选实施例中，所述探测器还包括探测值确定单元和探测值校正