适用于脉冲辐射源的具有闪烁体的辐射检测器的制作方法

本公开内容涉及适用于脉冲辐射源的辐射检测器，其中辐射检测器具有闪烁体。

背景技术：

辐射检测器是测量辐射特性的装置。所述特性的示例可包括辐射强度的空间分布、相位、以及偏振。所述辐射可以是与主体相互作用的辐射。例如，由辐射检测器测量的辐射可以是穿透主体或从主体反射的辐射。所述辐射可以是诸如红外光、可见光、紫外光、x射线或γ射线的电磁辐射。所述辐射可以是诸如α射线和β射线的其它类型。

一种类型的辐射检测器使用闪烁体(scintillator)。闪烁体在操作上有点类似于图像增强器：闪烁体(例如，碘化钠)吸收入射到探测器上的辐射(例如，x射线)并发出不同的辐射(例如，可见光)，其然后能被合适的传感器检测。

辐射检测器可受到“暗”噪音(例如，暗电流)的负面影响。辐射检测器中的暗噪音包括：在没有辐射(其被辐射检测器检测)入射到该辐射检测器上的情况下存在的物理效应。分离或减小暗噪音对由辐射检测器检测到的总信号的影响有助于使辐射检测器更加有用。

技术实现要素：

本文公开了辐射检测器。该辐射检测器包括：被配置成在接收来自脉冲辐射源的第一辐射时发射第二辐射的闪烁体、多个图元、以及控制器；其中每个像素被配置为检测所述第二辐射；其中所述脉冲辐射源被配置成在多个on周期期间发射所述第一辐射，并且在多个off周期期间不发射所述第一辐射；其中所述控制器被配置成确定所述脉冲辐射源是处于所述多个on周期中的一个on周期或处于所述多个off周期中的一个off周期；其中所述控制器被配置成基于对所述辐射源处于所述多个on周期中的一个on周期或处于所述多个off周期中的一个off周期来确定使所述像素整合信号或者不整合信号。

根据实施例，第一辐射是x射线，第二辐射是可见光。

根据实施例，在on周期期间的信号包括可归因于来自脉冲辐射源的第一辐射的信号和可归因于暗噪音的信号。

根据实施例，在off周期期间的信号包括可归因于暗噪音的信号，但不包括可归因于来自脉冲辐射源的第一辐射的信号。

根据实施例，控制器被配置成在所有on周期期间使像素对信号进行整合。

根据实施例，控制器被配置成在至少一些off周期期间使像素不对信号进行整合。

根据实施例，控制被配置成在所有off周期期间使像素不对信号进行整合。

根据实施例，控制器被配置成在所述多个off周期中的一个off周期期间处理被整合的所述像素的信号。

根据实施例，控制器被配置为在所述多个off周期中的一个off周期期间数位化被整合的所述像素的信号。

根据实施例，控制器被配置成在所述多个off周期中的一个off周期期间复位被整合的所述像素的信号。

根据实施例，辐射检测器和脉冲辐射源被同步到同一时钟。

根据实施例，控制器被配置成基于来自所述时钟的时钟信号来确定所述脉冲辐射源处于所述多个on周期中的一个on周期或者处于所述多个off周期中的一个off周期。

根据实施例，辐射检测器包括被配置成检测来自脉冲辐射源的第一辐射的作为时间函数的强度(作为时间的函数)的检测装置。

根据实施例，所述检测装置具有比像素更低的散粒噪音。

根据实施例，所述控制器被配置成基于所述第一辐射的强度来确定所述脉冲辐射源处于所述多个on周期中的一个on周期或者处于所述多个off周期中的一个off周期。

根据实施例，控制器被配置成使用所述像素来确定所述脉冲辐射源处于所述多个on周期中的一个on周期或者处于所述多个off周期中的一个off周期。

根据实施例，控制器被配置成基于多个所述像素的组合信号来确定所述脉冲辐射源处于所述多个on周期中的一个on周期或者处于所述多个off周期中的一个off周期。

根据实施例，使用锁相环(pll)或延迟锁定环(dll)来同步辐射检测器和脉冲辐射源。

本文公开了辐射检测器，其中辐射检测器被配置为检测来自闪烁体的第二辐射，其中所述闪烁体被配置为在接收来自脉冲辐射源的第一辐射时发射所述第二辐射；其中所述脉冲辐射源被配置为在多个on周期期间发射所述第一辐射并且被配置为在多个off周期期间不发射所述第一辐射；其中所述辐射检测器被配置为在至少一些on周期期间整合信号，并且被配置为在至少一些off周期期间不整合信号。

根据实施例，第一幅射是x射线，第二辐射是可见光。

根据实施例，on周期和off周期具有可调节的长度。

根据实施例，在on周期期间的信号包括可归因于来自脉冲辐射源的第一辐射的信号和可归因于暗噪音的信号。

根据实施例，在off周期期间的信号包括可归因于暗噪音的信号但不包括可归因于来自脉冲辐射源的第一辐射的信号。

根据实施例，辐射检测器被配置成确定脉冲辐射源处于所述多个on周期中的一个on周期或者处于所述多个off周期中的一个off周期。

根据实施例，辐射检测器被配置成基于对所述辐射源处于所述多个on周期中的一个on周期或者处于所述多个off周期中的一个off周期来决定是否对信号进行整合。

本文公开了包括任一种上述辐射检测器的系统，其中，所述系统被配置成对人体胸部或腹部进行x射线照相。

本文公开了包括任一种上述辐射检测器的系统，其中所述系统被配置成对人的嘴部进行x射线照相。

本文公开了货物扫描或非侵入性检查(nii)系统，其包括任一种上述辐射检测器和所述脉冲辐射源，其中所述货物扫描或非侵入性检查(nii)系统被配置成使用背散射辐射形成图像。

本文公开了货物扫描或非侵入性检查(nii)系统，其包括任何一种上述辐射检测器和所述脉冲辐射源，其中，所述货物扫描或非侵入性检查(nii)系统被配置成使用穿过被检查物体的辐射来形成图像。

本文公开了包括任一种上述辐射检测器和所述脉冲辐射源的全身扫描系统。

本文公开了包括任一种上述辐射检测器和所述脉冲辐射源的x射线计算机断层摄影(x射线ct)系统，其中，所述脉冲辐射源发射x射线。

【附图说明】

图1示意性地示出了作为脉冲辐射源示例的x射线管。

图2示意性地示出了从脉冲辐射源输出的辐射强度(作为时间的函数)。

图3a示意性地示出了从脉冲辐射源输出的辐射(作为时间的函数)，在此脉冲辐射源具有50％的占空比。

图3b示意性地示出了在图3a所示的脉冲辐射源的所有on周期和所有off周期期间，辐射检测器可以连续地整合信号。

图3c示意性地示出了在图3b所示的信号整合过程中，可归因于暗噪音的信号和可归因于图3a所示脉冲辐射源的辐射的信号。

图3d示意性地仅示出了被整合的图3a、图3b和图3c所示辐射检测器(或其像素)的信号中可归因于暗噪音的部分。

图4a示意性地示出了从脉冲辐射源输出的辐射(作为时间的函数)，在此脉冲辐射源具有75％的占空比。

图4b示意性地示出了在图4a中所示脉冲辐射源的所有on周期和所有off周期期间，脉冲辐射器可以连续地整合信号。

图4c示意性地示出了在图4b所示信号整合过程中，可归因于暗噪音的信号以及可归因于来自图4a所示脉冲辐射源的辐射的信号。

图4d示意性地示出了被整合的图4a、图4b和图4c所示辐射检测器(或其像素)的信号中可归因于暗噪音的部分。

图5a示意性地示出了从脉冲辐射源输出的辐射(作为时间的函数)，在此脉冲辐射源具有50％的占空比。

图5b示意性地示出了辐射检测器可在图5a所示脉冲辐射源的所有on周期和某些off周期(但不在其它off周期)期间连续地整合信号。

图5c示意性地示出了在图5b所示信号整合过程中，可归因于暗噪音的信号以及可归因于来自图5a所示脉冲辐射源的辐射的信号。

图5d示意性地仅示出了被整合的图5a、图5b和图5c的辐射检测器(或其像素)的信号中可归因于暗噪音的部分。

图6a示意性地示出了从脉冲辐射源输出的辐射(作为时间的函数)，在此脉冲辐射源具有50％的占空比。

图6b示意性地示出了辐射检测器可以连续地在图6a所示脉冲辐射源的所有on周期整合信号，但是不在off周期整合信号。

图6c示意性地示出了在图6b所示的信号整合过程中，可归因于暗噪音的信号和可归因于来自图6a所示脉冲辐射源的辐射的信号。

图6d示意性地仅示出了被整合的图6a、图6b和图6c的辐射检测器(或其像素)的信号中归因于暗噪音的部分。

图7a和图7b示出了对相同脉冲检测器从两个不同脉冲辐射源分别获得的信号的比较。

图8示意性地示出了被整合的辐射检测器(或其像素)的信号可以在脉冲辐射源的off周期内被处理。

图9a示意性地示出了辐射检测器和脉冲辐射源被同步到同一时钟的实施例。

图9b示意性地示出了辐射检测器具有被配置成检测脉冲辐射源所处周期的检测装置的实施例。

图9c示意性地示出了辐射检测器使用其一些或全部像素来检测脉冲辐射源所处周期的实施例。

图10示意性地示出了适用于脉冲辐射源的辐射检测器。

图11a示意性地示出了辐射检测器的横截面视图。

图11b示意性地示出了辐射检测器的详细横截面视图。

图11c示意性地示出了辐射检测器的备选详细横截面视图。

图12-图17分别示意性地示出了包括本文所述辐射检测器的系统。

【具体实施方式】

图1示意性地示出了作为脉冲辐射源示例的x射线管1000。本文公开的辐射检测器可与其它脉冲辐射源一起使用。x射线管1000具有真空管1010、真空管1010中的阴极1020和阳极1030。阴极1020被配置成发射电子。例如，阴极1020可以是具有较高熔点的金属(例如，钨)的细丝，并且来自所述细丝的电子发射可由热离子效应引起。阴极1020与阳极1030之间的高电压(例如30kv至150kv)建立电场，其使被发射的电子向阴极1030加速。所述阴极1030的材料示例可包括钨、钼和铜。当电子撞击阳极1030时，x射线从阳极1030发出。发射的x射线可以包括具有随波长平缓强度变化的部分以及具有几个锐峰的部分。第一部分是由于电子在阳极1030的减速(轫致辐射效应)而引起的。第二部分是由于在阳极1030的原子的外壳层的电子弛豫到较低的壳层。x射线管1000可具有热连接到阳极1030的散热器1040。

脉冲辐射源可按脉冲的方式发射辐射。即，在操作过程中，所述脉冲辐射源在一段时间("on周期")发射辐射，并且在另一段时间("off周期")不发射辐射。在x射线管的示例中，辐射的脉冲可以通过对电子从阴极1020流向阳极1030的流动进行脉冲调制而引起。即，电子朝向阳极1030的流动可以在on周期开通，然后在off周期关闭。on周期和off周期的长度可调节(例如，通过开关模式电源)。

开关模式电源使用开关调节器从电源(ac或dc)传递电功率到负载(例如，x射线管的阳极和阴极之间的电场)。开关调节器将传到负载的功率快速切换到开通和关闭。开关的占空比决定多少功率被传递到负载。开关调节器具有非常小的功耗，因此非常有效。相反，线性调节器通过在欧姆损耗(即，热)中消散过量功率来提供期望的输出电压。开关模式电源能够产生高于输入或相反极性的输出电压。

图2示意性地示出了脉冲辐射源发射的辐射强度(作为时间的函数)。在on周期2010期间，强度是非零的，并且可基本是恒定的。在off周期2020期间，强度可基本为零。

图3b示意性地示出，在如图3a所示的具有50％的占空比的脉冲辐射源的所有on周期3010和所有off周期3020期间，辐射检测器可连续地整合信号。脉冲辐射源占空比为on周期除以on周期与off周期之和的比率。可归因于来自脉冲辐射源的辐射的信号存在于on周期3010期间，但不存在于off周期3020。归因于暗噪音的信号在on周期3010和off周期3020期间都存在。因此，在on周期3010期间，两个信号都存在；并且在off周期3020期间，存在归因于暗噪音的信号但不存在可归因于来自脉冲辐射源的辐射的信号。当辐射检测器可具有闪烁体时，可归因于来自脉冲辐射源辐射的信号是辐射检测器中的由闪烁体发射的辐射引起的信号，而闪烁体发射的辐射又相应地由来自脉冲辐射源的入射在闪烁体上的辐射所引起。闪烁体发射的作为时间函数的辐射可与脉冲辐射源发射的作为时间函数的辐射类似，但不总是与脉冲辐射源发射的作为时间函数的辐射类似。

图3c示意性地示出，在图3b中示出的信号整合期间，可归因于暗噪音的信号和可归因于来自图3a所示的具有50％占空比的脉冲辐射源的信号。在每个on周期3010或off周期3020内，虚线框3030的高度3030h表示在周期3010或3020期间整合的总信号的大小；虚线框3030的阴影部分的高度3030d表示在该周期3010或3020期间可归因于暗噪音的信号的大小。虚线框3030下方的标签"on"表示辐射检测器(或其像素)在与所述虚线框相关联的周期内分别地整合信号。如图3c所示的辐射检测器(或其像素)在四个on周期3010和三个off周期3020期间整合的信号3040包括：归因于来自脉冲辐射源的辐射的部分3040r和归因于暗噪音的部分3040d。图3c示出，在off周期3020期间，尽管可归因于来自脉冲辐射源的辐射基本为零，辐射检测器(或其像素)仍然整合归因于暗噪音的信号。图3d仅示出了可归因于暗噪音的部分3040d。在off周期3020期间，辐射检测器仅整合可归因于暗噪音的信号，而不整合可归因于辐射的信号。因此，如果相对于on周期减小off周期，即，如果增加脉冲辐射源的占空比，可减少可归因于暗噪音的部分3040d相对于信号3040的比例。

图4b示意性地示出，辐射检测器可在图4a所示脉冲辐射源的所有on周期4010和所有off周期4020连续地整合信号，在此所述脉冲辐射源具有75％的占空比，并且其周期(即，on周期和off周期之和)与图3a中的脉冲辐射源相同。可归因于来自脉冲辐射源的辐射的信号存在于on周期4010期间，但不存在于off周期4020期间。在on周期4010和off周期4020中都存在归因于暗噪音的信号。因此，在on周期4010期间，两个信号都存在；在off周期4020中，存在可归因于暗噪音的信号，但是不存在可归因于来自脉冲辐射源的辐射的信号。与图3a所示的脉冲辐射源相比，由于on周期比较长，所以可归因于辐射的部分比较大。

图4c示意性地示出，在图4b所示的信号整合过程中，可归因于暗噪音的信号和可归因于来自图4a中示出的具有75％占空比的脉冲辐射源的辐射的信号。在每个on周期4010或off周期4020内，虚线框4030的高度4030h示出了在周期4010或4020期间整合的总信号的大小；虚线框4030的阴影部分的高度4030d示出了可归因于暗噪音的信号的大小。虚线框4030下面的标签"on"表示辐射检测器(或其像素)在与所述虚线框相关联的周期内分别地整合信号。如图4c所示的辐射检测器(或其像素)在四个on周期4010和三个off周期4020期间整合的信号4040包括：可归因于来自脉冲辐射源的辐射的部分4040r和可归因于暗噪音的部分4040d。图4c示出，在off周期4020期间，尽管可归因于来自脉冲辐射源的辐射基本为零，辐射检测器(或其像素)仍然整合归因于暗噪音的信号。然而，与图3c所示的情形相比较，off周期4020比off周期3020短，因此，在off周期4020中整合到信号4040中的可归因于暗噪音的信号的幅度较小。图4d仅示出了可归因于暗噪音的部分4040d。在off周期4020期间，辐射检测器只整合可归因于暗噪音的信号，但不整合可归因于辐射的信号。因此，如果辐射检测器在至少一些off周期停止整合信号，那么，可归因于暗噪音的部分4040d相对于信号4040的比率会被减小。

图5b示意性地示出，辐射检测器可在图5a所示脉冲辐射源的所有on周期5010和某些off周期5021(但不在其它off周期5020)期间整合信号。在此脉冲辐射源具有50％的占空比，并且周期(即，on周期和off周期的和)与图3a中的脉冲辐射源相同。可归因于来自脉冲辐射源的辐射的信号存在于on周期5010，但不存在于off周期5020或5021。可归因于暗噪音的信号在on周期5010和off周期5020以及5021都存在。因此，在on周期5010期间，两个信号都存在；并且在off周期5020和5021期间，存在可归因于暗噪音的信号但不存在可归因于脉冲辐射源辐射的信号。与图3a所示的脉冲辐射源相比，可归因于辐射的部分相同，但可归因于暗噪音的部分较小，这是由于辐射检测器在至少一些off周期期间不整合信号。

图5c示意性地示出，在图5b所示的信号整合过程中，可归因于暗噪音的信号和可归因于来自图5a中示出的具有50％占空比的脉冲辐射源的辐射的信号。在每个on周期5010或off周期5020或5021内，虚线框5030的高度5030h表示在该周期5010、5020或5021期间整合的总信号的大小；虚线框5030的阴影部分高度5030d表示可归因于暗噪音的信号的大小。虚线框5030下方的标签"on"表示辐射检测器(或其像素)在与虚线框相关联的周期内分别地整合信号。虚线框5030下方的标签"off"表示辐射检测器在与虚线框相关联的周期内分别地不对信号进行整合。图5c所示的辐射检测器(或其像素)在四个on周期5010和三个off周期5020以及5021期间整合的信号5040包括可归因于来自脉冲辐射源的辐射的部分5040r和可归因于暗噪音的部分5040d。图5c示出，在off周期5021期间，尽管可归因于来自脉冲辐射源的辐射的信号基本为零，辐射检测器(或其像素)仍然整合可归因于暗噪音的信号。图5c还示出，在off周期5020期间可归因于暗噪音的信号不被整合到信号5040中，并且可归因于来自脉冲辐射源的辐射的所有信号都被整合到信号5040中。图5d仅示出了可归因于暗噪音的部分5040d。在off周期5021期间，辐射检测器仅整合可归因于暗噪音的信号，但不整合可归因于辐射的信号。因此，如果辐射检测器在所有off周期期间停止整合信号，可归因于暗噪音的部分5050d相对于信号5040的比例会被减小。

图6b示意性地示，辐射检测器可以在如图6a所示的脉冲辐射源的所有on周期6010期间(但不在off周期6020期间)整合信号。这里脉冲辐射源具有50％的占空比，并且周期(即，on周期和off周期的和)与图3a中的脉冲辐射源相同。可归因于来自脉冲辐射源的辐射的信号存在于on周期6010期间，但不存在于off周期6020期间。可归因于暗噪音的信号在on周期6010和off周期6020期间都存在。因此，在on周期6010期间，两个信号都存在；并且在off周期6020期间，存在可归因于暗噪音的信号，但是不存在可归因于来自脉冲辐射源的辐射的信号。与图3a所示的脉冲辐射源相比，可归因于辐射的部分相同，但可归因于暗噪音的部分比较小。这是由于辐射检测器在任何off周期期间都不对信号进行整合。

图6c示意性地示出，在图6b所示的信号整合过程中，可归因于暗噪音的信号和可归因于来自图6a中示出的具有50％占空比的脉冲辐射源的辐射的信号。在每个on周期6010或off周期6020内，虚线框6030的高度6030h表示在周期6010或6020期间整合的总信号的大小；虚线框6030的阴影部分的高度6030d表示可归因于暗噪音的信号的大小。虚线框6030下方的标签"on"表示辐射检测器(或其像素)在与所述虚线框相关联的周期内分别地整合信号。虚线框6030下方的标签"off"表示辐射检测器在与所述虚线框相关联的周期内分别地不对信号进行整合。在图6c中所示的辐射检测器(或其像素)在四个on周期6010和三个off周期6020期间整合的信号6040包括可归因于来自脉冲辐射源的辐射的部分6040r和可归因于暗噪音的部分6040d。图6c示出了在所有off周期6020期间不将可归因于暗噪音的信号整合到信号6040中，并且将所有可归因于来自脉冲辐射源的辐射的信号整合到信号6040中。图6d仅示出可归因于暗噪音的部分6040d。

辐射检测器中暗噪音的影响可以不与辐射检测器在on周期期间从辐射源接收的辐射强度成比例。暗噪音的影响可与强度无关。例如，暗噪音的影响可受到辐射检测器的温度或偏置电压影响，但不受辐射强度的影响。因此，增加强度可相对地减小暗噪音的影响。

图7a和图7b示出了对相同辐射检测器分别从两个不同脉冲辐射源获得的信号的比较。图7a中的信号从图6c中所示的具有50％的占空比的脉冲辐射源获得。图7b中的信号从具有25％占空比并且强度是图7a所示脉冲辐射源两倍的脉冲辐射源获得。这两个脉冲辐射源的时间平均强度相同。在图7b中所示的辐射检测器(或其像素)在四个on周期和三个off周期中整合的信号7040包括可归因于来自脉冲辐射源的辐射的部分7040r和可归因于暗噪音的部分7040d。所述部分7040d不受强度的影响，并且与on周期的长度成比例。因此，所述部分7040d仅是所述部分6040d的一半，这是因为图7b中的脉冲辐射源的on周期的长度是图7a中的脉冲辐射源on周期长度的一半。所述部分7040r既受到强度的影响，也受到on周期长度的影响。在这个示例中，所述部分7040r与强度以及on周期的长度成比例。因此，所述部分7040r与所述部分6040r相同。这是因为图7b中脉冲辐射源的on周期长度是图7a中脉冲辐射源的on周期长度的一半，但图7b中脉冲辐射源的强度是图7a中脉冲辐射源强度的两倍。因此，和所述信号6040中的所述信号6040d比较，在所述信号7040中所述部分7040d相对地较小。

辐射检测器在off周期7020期间可具有各种操作。在如图8所示的示例中，辐射检测器可以在off周期7020期间连续地整合可归因于暗噪音的信号，并且辐射检测器(或其像素)整合的信号7901(作为时间的函数)可在off周期7020期间具有微小的增加。在如图6c所示的示例中，辐射检测器可以在off周期7020停止对信号进行整合，并且辐射检测器(或其像素)整合的信号7902(作为时间的函数)在off周期7020期间不增加。在另一个实例中，辐射检测器可以在off周期7020期间停止对信号整合，并且在off周期7020期间处理(例如，数位化和发送)被整合的辐射检测器(或其像素)的信号7903，并复位信号7903。在off周期7020期间，在复位并弛豫至零之前，所述信号7903可不增加。例如，如果辐射检测器收集入射光子在吸收层产生的载流子并将载流子存储在电容器上，那么在off周期7020期间电容器的电压可被测量并且电容器被放电。

辐射检测器的像素曝光可被同步。将像素的曝光同步有时称为“全局快门(globalshuttering)”。像素曝光的同步不必要求像素被配置成在相同的时间段物理地接收辐射；相反，同步意味着像素的信号可归因于相同时间段的辐射。例如，如果像素a被配置成在t0和t0+2t1之间物理地接受辐射、像素b被配置成在(t0+t1)和(t0+3t1)之间物理地接收辐射、并且像素a和像素b的信号可归因于它们在(t0+t1)和(t0+2t1)之间接收的辐射，那么，像素a和像素b仍然是同步的。

如上所示，辐射检测器可在给定时间基于脉冲辐射源所处周期(即，on周期或off周期)来控制是否对信号整合。图9a示意性地示出了辐射检测器8020和脉冲辐射源8010被同步到同一时钟8030的实施例。来自时钟8030的时钟信号可被用于确定脉冲辐射源8010的on周期和off周期的长度。在作为脉冲辐射源8010示例的x射线管中，时钟8030的时钟信号可被用于确定在x射线管的阳极和阴极之间的电场的时间特性8011。时钟8030的时钟信号也被馈送到辐射检测器8020的控制器8021中。控制器8021可使用时钟信号来确定脉冲辐射源8010是处于on周期或off周期，并确定辐射检测器8020的像素8022何时对信号整合。控制器8021可具有处理器和存储有指令的存储器，并执行指令让所述控制器8021完成其功能。

图9b示意性地示出了一实施例，在此辐射检测器8020具有被配置成检测脉冲辐射源8010所处周期(即，on周期或off周期)的检测装置8023。因此，不需要将脉冲辐射源8010和辐射检测器8020同步到同一时钟。装置8023可检测来自脉冲辐射源8010的辐射的强度(作为时间的函数)，或者检测来自闪烁体8024的辐射的强度。即，装置8023在光学路径上可位于闪烁体8024之前和之后。该装置可具有比像素更低的散粒噪音(例如，通过比辐射检测器8020的像素8022具有更大的面积，或者通过比像素8022更靠近脉冲辐射源8010放置)。装置8023可缺少空间解析度。由装置8023检测到的辐射强度可被发送到控制器8021。控制器8021可使用由装置8023检测到的辐射的强度来确定脉冲辐射源8010是处于on周期或off周期，并确定辐射检测器8020的像素8022何时进行信号整合。装置8023可连续地检测辐射的强度，或者在一系列时间点检测辐射的强度。

图9c示意性地示出了一实施例，在此辐射检测器8020使用其像素8022中的一些或全部像素来检测脉冲辐射源8010所处周期。因此，不需要具有装置8023，或让脉冲辐射源8010和辐射检测器8020同步到同一时钟。为了减少散粒噪音，多个像素8022的信号可被组合。组合信号代表来自脉冲辐射源8010的辐射的强度(作为时间的函数)。像素8022被配置成检测从闪烁体8024发射的辐射的强度。由像素8022检测到的辐射强度可被回馈到控制器8021。控制器8021可使用所述辐射强度确定脉冲辐射源8010的on周期和off周期的定时，并确定辐射检测器8020的像素8022何时进行信号整合。在使用辐射源8010和辐射检测器8020对主体进行成像之前，可在校准阶段进行脉冲辐射源8010的周期的检测。

使脉冲辐射源8010和辐射检测器8020同步的一种方法可以是使用锁相环(pll)。pll是控制系统，其产生输出信号(阴极1020和阳极1030之间的电压，或决定辐射检测器何时进行信号整合的控制信号)，该输出信号的相位与输入信号(例如，时钟信号)的相位相关联。pll具有相位检测器，该相位检测器被配置成将pll的输入信号与pll的输出信号的函数进行比较并产生误差信号，该误差信号是输入信号和输出信号之间的相位差的函数。该误差信号被回馈到可调振荡器。可调振荡器产生pll的输出信号(其频率为误差信号的函数)。输出信号被回馈给相位检测器，形成负回馈回路。如果输出信号的相位漂移，误差信号将增大并沿着减小所述误差信号的方向驱动所述输出信号的相位。因此，输出信号的相位(和频率)被锁定到输入信号。

使脉冲辐射源8010和辐射检测器8020同步的另一种方式可以是使用延迟锁定环(dll)。dll如pll一样也是控制系统，其产生输出信号(阴极1020和阳极1030之间的电压，或决定辐射检测器何时进行信号整合的控制信号)，该输出信号相位与输入信号(例如，时钟信号)的相位相关联。dll具有配置成将dll的输入信号与dll的输出信号的函数相比较的相位检测器，并产生误差信号，该误差信号是输入信号和输出信号之间的相位差的函数。误差信号馈入可调延迟线。可调延迟线产生dll的输出信号，其中，所述输出信号是所述输入信号的延迟版本，所述延迟值是所述误差信号的函数。输出信号回馈给相位检测器，形成负回馈回路。如果输出信号的相位漂移，误差信号将增大并沿减小所述误差信号的方向驱动所述延迟值。因此，输出信号的相位(和频率)被锁定到输入信号。dll使用可变延迟并且pll使用可变频率来锁定所述输入信号与所述输出信号之间的相位差。

图10示意性地示出了根据实施例的适用于脉冲辐射源的辐射检测器100。辐射检测器100具有像素150阵列。阵列可以是矩形阵列、蜂窝阵列、六边形阵列或任意其它合适的阵列。每个像素150被配置为检测入射于其上的来自闪烁体的辐射，并且可被配置成测量所述辐射的特征(例如，强度)。像素150可被配置成并行操作。例如，当一个像素150测量入射光子时，另一像素150可等待光子到达。像素150可不必单独寻址。在一个例子中，像素150包括被配置成检测来自闪烁体的辐射的光电二极管。光电二极管可以是前照明的、侧照明的或后照明的。

图11a示意性地示出了根据实施例的辐射检测器100的横截面视图。辐射检测器100可包括闪烁体105、辐射吸收层110和电子层120(例如，asic)，用于处理或分析入射辐射在辐射吸收层110产生的电子信号。辐射吸收层110可包括半导体材料，例如矽、锗或它们的组合。所述半导体对来自闪烁体的辐射可具有高的质量衰减系数。

如图11b中的辐射检测器100的详细横截面图所示，根据该实施例，当闪烁体105被外部辐射激发时，闪烁体105发射辐射的一个或多个光子。从闪烁体105发射的辐射被引导到辐射吸收层110。辐射吸收层110可包括由第一掺杂区域111、第二掺杂区113的一个或多个离散区域114构成的一个或多个二极管(例如，p-i-n或p-n)。第二掺杂区113可由可选的本征区112与第一掺杂区111相隔离。离散区114之间可由第一掺杂区111或本征区112隔离。第一掺杂区111和第二掺杂区113具有相反类型的掺杂(例如，区域111为p型并且区域113为n型，或区域111为n型并且区域113为p型)。在图11b的示例中，第二掺杂区113中的每个离散区114与第一掺杂区111和可选本征区112形成二极管。即，在图11b的示例中，所述辐射吸收层110具有多个二极管，这些二极管以第一掺杂区域111作为共享电极。第一掺杂区域111也可具有离散部分。

当来自闪烁体105的辐射击中包括二极管的辐射吸收层110时，辐射光子可通过多个机制被吸收并产生一个或多个载流子。载流子可以在电场下漂移到一个二极管的电极。该电场可以是外部电场。电触点119b可包括离散部分，每一个离散部分与离散区域114电接触。在实施例中，载流子可沿各方向如此漂移，以至于由辐射的单个粒子产生的载流子基本上不被两个不同的离散区域114共享(这里“基本不被共享”意味着：小于2％、小于0.5％、小于0.1％或小于0.01％的这些载流子流到离散区域114中与其余载流子不同的一个离散区域)。在这些离散区域114中的一个离散区域的足迹周围入射的辐射粒子产生的载流子基本上不与这些离散区域114中的另一个离散区域共享。与离散区域114相关联的像素可以是这样的区域：该区域大致位于该离散区域114处，入射于其中的辐射粒子产生的载流子基本上全部(大于98％、大于99.5％、大于99.9％或大于99.99％)流入该离散区域114。即，小于2％、小于1％、小于0.1％或小于0.01％的这些载流子流到所述像素之外。

如图11c中的辐射检测器100的备选详细横截面图所示，根据该实施例，辐射吸收层110可以包括诸如矽、锗或它们的组合的半导体材料的电阻器，但不包括二极管。所述半导体对感兴趣的辐射可具有高的质量衰减系数。

当来自闪烁体105的辐射击中包括电阻器但不包括二极管的辐射吸收层110时，它可通过多种机制被吸收并产生一个或多个载流子。辐射的一个粒子可产生10至100000个载流子。载荷子可在电场下漂移到电触点119a和119b。该电场可以是外部电场。电触点119b包括离散部分。在实施例中，载流子可这样沿各方向漂移，以至于由辐射的单个粒子产生的载流子不被电触点119b的两个不同的离散部分基本共用(“基本不被共用”意味着小于2％、小于0.5％、小于0.1％或小于0.01％的这些载流子流至所述离散部分中与其余载荷子不同的一个离散部分)。在电触点119b的这些离散部分中的一个离散部分的足迹周围入射的辐射的粒子产生的载流子基本上不与电触点119b的这些离散部分中的另一个离散部分共享。与电触点119b的离散部分相关联的像素150是这样的区域：该区域大致位于所述离散部分处，入射于其中的辐射的粒子产生的载流子基本上全部(大于98％、大于99.5％、大于99.9％或大于99.99％)流到电触点119b的所述离散部分。即，小于2％、小于0.5％、小于0.1％或小于0.01％的这些载流子流到与电触点119b的所述离散部分相关联的像素之外。

电子层120可包括适于处理或解释入射于辐射吸收层110上的辐射所产生的信号的电子系统121。电子系统121可包括诸如滤波网络、放大器、积分器以及比较器的模拟电路，或诸如微处理器、以及内存的数字电路。电子系统121可包括像素之间共享的部件，或专用于单个像素的部件。例如，电子系统121可以包括专用于每个像素的放大器和在所有像素之间共享的微处理器。电子系统121可以通过通孔131与像素电连接，所述通孔中的空间可用填充材料130填充，这可增加电子层120与辐射吸收层110的连接的机械稳定性。其它结合技术将电子系统121连接到像素(不使用通孔)是可能的。

图12示意性地示出了包括本文所述的辐射检测器100的系统。该系统可用于医学成像，例如胸部x射线照相、腹部x射线照相等。系统包括发射x射线的脉冲辐射源1201。从脉冲辐射源1201发射的x射线穿过物体1202(例如，诸如胸部、肢体、腹部的人体部分)，被物体1202的内部结构(例如，骨骼、肌肉、脂肪、器官等)不同程度地衰减，并且被投射到辐射检测器100。辐射检测器100通过检测x射线的强度分布而形成图像。

图13示意性地示出了包括本文所述的辐射检测器100的系统。该系统可用于医疗成像(例如牙科x射线照相)。该系统包括发射x射线的脉冲辐射源1301。从脉冲辐射源1301发射的x射线穿透物体1302，其是哺乳动物(例如，人)的嘴巴的部分。物体1302可以包括上颌骨、腭骨、牙齿、下颌或舌头。x射线被物体1302的不同结构不同程度地衰减，并被投射到辐射检测器100。辐射检测器100通过检测x射线的强度分布而形成图像。牙齿比龋牙、感染、牙周韧带更多地吸收x射线。牙科患者接收的x射线辐射的剂量典型地为小的(全口系列大约0.150msv)。

图14示意性地示出了包括本文所述的辐射检测器100的货物扫描或非侵入性检查(nii)系统。该系统可用于检查和识别运输系统中的货物，例如集装箱、车辆、船舶、行李等。该系统包括脉冲辐射源1401。从脉冲辐射源1401发射的辐射可从物体1402(例如，集装箱、车辆、船舶等)背散射并被投射到辐射检测器100。物体1402的不同内部结构可不同地被散射所述辐射。辐射检测器100通过检测被散射辐射的强度分布和/或被散射辐射的能量来形成图像。

图15示意性地示出了包括本文所述的辐射检测器100的另一货物扫描或非侵入性检查(nii)系统。该系统可用于公共运输站和机场的行李筛选。该系统包括发射x射线的脉冲辐射源1501。从脉冲辐射源1501发射的x射线可穿透行李1502，被行李的内容不同地衰减，并被投射辐射检测器100。辐射检测器100通过检测所述透射x射线的强度分布而形成图像。该系统可以揭示行李的内容，并识别在公共交通上禁止的物品，例如枪支、毒品、锋利武器、易燃物。

图16示意性地示出了包括本文所述的辐射检测器100的全身扫描系统。全身扫描系统可为了安全筛选目的检测人身体上的物体，不需物理地去除衣物或进行物理接触。全身扫描系统能够检测非金属物体。全身扫描系统包括脉冲辐射源1601。从脉冲辐射源1601发射的辐射可从被筛选的人体1602及其上的物体被散射并被投射到辐射检测器100。所述物体和所述人体可不同地背散射所述辐射。辐射检测器100通过检测背散射辐射的强度分布来形成图像。辐射检测器100和脉冲辐射源1601可被配置为沿直线或旋转方向扫描人体。

图17示意性地示出了x射线计算机断层摄影(x射线ct)系统。x射线ct系统使用计算机处理的x射线来产生被扫描对象的特定区域的断层图像(虚拟的“切片”)。断层图像可用于各种医学学科中的诊断和治疗目的、或用于探伤、故障分析、计量、组装分析和反向工程。x射线ct系统包括本文描述的辐射检测器100和发射x射线的脉冲辐射源1701。辐射检测器100和脉冲辐射源1701可被配置成沿一个或多个圆形或螺旋路径同步旋转。

本文描述的脉冲辐射检测器100可具有其它应用，比如在x射线望远镜、x射线乳房摄影、工业x射线缺陷检测、x射线显微或微成像、x射线铸造检查、x射线无损检测、x射线焊接检查、x射线数位减影血管摄影等中。使用该脉冲辐射检测器100适合于代替摄影板、摄影胶片、psp板、x射线图像增强器、闪烁体或其它半导体x射线检测器。

尽管本文公开了各种方面和实施例，其它方面和实施例对于本领域内技术人员将变得明显。本文公开的各种方面和实施例是为了说明目的而不意在为限制性的，其真正范围和精神由下列权利要求示明。