检测电离粒子的轨迹的检测器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种用于检测电离粒子的轨迹的检测器，在闪烁体中在电离粒子通过 期间由闪烁产生所述轨迹。
【背景技术】
[0002] 闪烁体是运样的材料，所述材料在吸收电离福射（诸如光或者带电粒子）之后发 光。实际上，当由光子自身可能产生的带电粒子穿过运种材料时，"激活"运种材料的分子， 即，电子从一能级跃迁至更高的能级。去激发运个电子（即，电子重新回到更低的能级）伴 随着光子的反射，所述光子在目前情形中为可见光子。当粒子（诸如电子、a或者离子等） 在闪烁材料中传播时，沿着路径发光。产生的光量可W与由在材料中交互作用的粒子携带 的能量有关。因此通过测量运种光量能够测量存储在闪烁体中的能量。后述应用最常见， 但是运些检测器还用于定位交互作用。通过为闪烁体分段或者通过确定如在伽马照相机中 那样发射的光的重屯、来实现运种定位。
[0003] 运些伽马照相机主要用于检测放射性材料，例如，在核电站发生泄漏的情形中，W 及在医学领域中，W为了观察患者的器官和因疾病产生的运些器官的潜在扰动。为此，发射 伽马光子的放射性元素被注入到患者体内。通过观察伽马光子能够了解放射性元素在人体 内的分布。伽马照相机使得能够观察运些伽马光子。为此，伽马照相机通常包括：
[0004] -准直器，所述准直器使得能够选择光子的方向，所述光子将在检测平面上形成图 像；
[0005]-闪烁体，所述闪烁体使得能够将伽马光子转换成可见光子；
[0006]-光电倍增器，所述光电倍增器使得能够将可见光子转换成电信号。
[0007] 先前技术的准直器通常由非常薄的管形成，所述非常薄的管使得能够选择由闪烁 体接收的伽马光子。准直器的管越薄，伽马照相机的空间分辨率越好，但是由闪烁体接收到 的光子的数量越少。因此，在现有技术的伽马照相机中，必须注入大量的放射性产品，W为 了获得可利用的图像。
[0008] 而且，在现有技术中还存在轨迹检测器。第一轨迹检测器是云室和气泡室，在其中 获取光子，然后必须在投影表上数字化所述光子。利用线室（wirechamber),可W直接数字 化数据。如今，漂移室类型的轨迹检测器通常用于检测大表面上的带电粒子的轨迹。对少 量测量通道运些气态检测器获得小于150ym的空间分辨率，但是气态检测器体积庞大并 且需要包含气体的外壳和更新气体的管。娃轨迹检测器不具有运些缺陷并且使得能够获得 数十微米的分辨率。然而，娃条检测器，更不必说娃像素检测器每条或者每像素均需要大量 测量通道，并且可能禁止系统能耗。而且，运些娃检测器成本相对高昂。
【发明内容】
[0009] 本发明旨在通过提出一种用于检测闪烁体中的粒子轨迹的检测器来克服现有技 术的缺陷，所述检测器在没有牺牲空间分辨率的前提下将能耗和成本保持在合理水平。
[0010] 本发明的另一个目的是提出一种用于检测粒子的检测器，其使得能够产生电离粒 子轨迹的=维图像。
[0011] 最后，本发明的另一个目的是提出一种伽马照相机，所述伽马照相机较之现有技 术的伽马照相机更加敏感。
[0012] 为此，本发明提出了使用微透镜阵列，W便产生闪烁轨迹的图像。每个微透镜阵列 的微透镜均将电离粒子的轨迹图像投射到成像仪上。因此，根据本发明，关于闪烁体中的轨 迹的信息不再W电气方式传送而是因微透镜改由光学方式传送，所述微透镜将闪烁轨迹发 射的光子聚焦在成像仪上。
[0013] 更加精确地，本发明根据第一方面提出了一种用于检测电离粒子轨迹的检测器， 其包括：
[0014] -闪烁体，所述闪烁体能够在电离粒子通过其中时发射光子；
[0015] -第一成像仪，所述第一成像仪能够检测由闪烁体发射的每个光子；
[0016] -第一微透镜阵列，第一微透镜阵列中的每个微透镜均布置成通过将闪烁体中发 射的光子聚焦在第一成像仪上而产生电离粒子的轨迹图像。
[0017] 使用微透镜阵列的事实使得能够当它们在闪烁体中产生少量光子时检测电离粒 子。而且，由于使用微透镜，因此仅仅由微透镜的光学特性和成像仪的空间分辨率限制检测 器的空间分辨率。而且，使用微透镜阵列使得能够具有非常良好的景深，使得不受闪烁区域 位置（即，闪烁体中发射光子的区域）的影响，图像均清晰。另外，使用微透镜阵列的事实 使得能够形成在闪烁体中产生的轨迹的立体图像。=维信息使得能够不使用准直器而使用 布置在粒子源和闪烁体之间的编码掩膜，W便提高伽马照相机的检测效率。
[0018] 粒子检测器还可W单独或者根据其任何技术上可行的组合包括W下特征中的一 个或者多个：
[0019] -第一成像仪包括多个基本检测器，第一微透镜阵列中的每个微透镜均光学联接 到第一成像仪中的至少两个基本检测器；
[0020] -第一微透镜阵列中的每个微透镜均具有一焦距，第一微透镜阵列和第一成像仪 之间的距离D严格大于微透镜的所述焦距。
[0021] -第一成像仪具有优于1mm的空间分辨率并且有利地优于200ym，W便能够准确 定位电离粒子。
[0022] -第一成像仪必须优选地足够敏感，W便能够检测并且定位闪烁体中的每个光子， 良P，由每个光子产生的信号必须大于噪音；
[0023] -第一成像仪可W由CMOS或者CCD(电荷禪合装置）形成。
[0024] -第一成像仪优选地包括由多个基本检测器或者像素形成的矩阵，每个基本检测 器在其接收到光子时均能够产生电荷；
[00巧]-每个基本检测器均具有小于或者等于1mm的优选尺寸，并且W更加优选的方式， 所述基本检测器的尺寸小于或者等于200ym，W便形成具有非常良好（高）空间分辨率的 成像仪；
[00%]-每个基本检测器均优选地是光电倍增器，其优选地是雪崩光电二极管。每个雪崩 光电二极管优选地W饱和模式或者盖革模式运行，使得每个雪崩光电二极管形成运样的像 素，所述像素表示是否存在在所述像素代表的空间的区域中接收的光子。运种成像仪使得 能够具有非常良好的空间分辨率，而同时还具有非常良好的敏感性并且非常快速；
[0027]-第一成像仪还优选地包括数字阅读系统，所述数字阅读系统能够识别基本检测 器已经接收光子；
[0028]-用于检测粒子轨迹的检测器包括计算装置，所述计算装置能够从由微透镜投射 到第一成像仪上的闪烁体的图像计算闪烁体中的闪烁区域的=维位置。实际上，每个微透 镜都将不同的闪烁体图像投射到第一成像仪上。通过比较由数个不同透镜投射的图像，因 此能够W非常良好的空间分辨率重建闪烁体的=维图像；
[0029]-闪烁体具有优选地平行六面体形状，其包括：
[0030]-主检测面，所述重要检测面沿着基准面（X，y)延伸；
[0031]-第二检测面，所述第二检测面垂直于基准面（X，y)延伸；
[0032]-第一微透镜阵列和第一成像仪优选地平行于主检测面延伸，W便不受其在闪烁 体中所处于的深度Z影响，在（x，y)中具有非常良好的空间分辨率；
[0033]