[发明专利]基于无缝拼接的光电传感探测器及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于无缝拼接的光电传感探测器及制备方法，属辐射探测技术领域。

背景技术

在工业无损检测及医疗行业，射线探测器技术的应用广泛，而随着半导体技术的发展，用于射线探测的平板探测器的动态范围和量子检测效率都得到了很大的提升，因此，在医疗和无损探伤的射线成像系统中更是得到广泛应用，在数字X射线成像(DR)领域中，已开始广泛应用大到17英寸见方(43cm*43cm)的大尺寸平板探测器。

然而在一些特殊的领域中，常常希望接受射线的探测器成为弧形或者探测器的感光面能够有一定的角度，形成扇束或类似扇束探测器接受面。这样可以减少因射线源发射的射线在探测器上的散射，由此可以有效减低因射线散射带来的影响，进而可以得到更好的探测图像。为此，计算机断层扫描(CT)系统中广泛采用一种稀土陶瓷材料制备的条形线阵探测器，其是由多个条形探测器拼成圆弧状而形成弧形探测器线阵。传统的稀土陶瓷探测器与平板探测器相比，其像素尺寸大，射线利用率低，并且在轴向上的感光面积小等缺点。正是由于受其自身技术所局限，导致CT的分辨率和各种高级重建功能的容积信息难以获得有效提高。因此近年来，人们尝试将平板探测器应用于需要弧形探测器的领域，比如椎束CT(CBCT)等。小面积的平板探测已经可以很好地代替原有的稀土陶瓷探测器，比如柯达公司推出的9500锥形束平板CT系统。而且传统的CT探测器其轴向的覆盖面积在不断的增大，如目前东芝公司推出的320排轴向覆盖范围为160mm的CT系统，但都无法实现一圈扫描获得人体大器官的成像，而且由于该类探测器本身技术的限制无法实现轴向的超大面积覆盖。因此，将大面积的平板探测器用于到非平面探测领域具有广阔的前景，比如将其用于CT系统中可以有效的解决轴向的覆盖范围过小问题，可以达到医学中真正的轴向超宽覆盖。而且由大面积平板探测器搭建的CT系统可以完成一圈扫描后真正意义上实现扫描全身各器官，得到全身各个脏器全器官各向同性(Iso-tropic)和各时同性(Iso-phasic)的扫描和成像。因此，大面积的平板探测器应用到上述领域中时，可以很好的解决轴向覆盖面积过小等问题。但是大面积平板探测器应用于此类弧形探测器的领域(例如CT领域)，仍存在诸多问题，如无法限制散射和串扰、动态响应范围小等，进而使得在重建图像上有很大的困难，得到的图像质量很差，因此很多公司尝试将大面积平板探测器用于CT系统中，但都无法真正在临床中应用。

综上所述，如何解决平板探测器应用于CT等弧形探测器领域所存在的诸多困难，已成为本领域技术人员亟待解决的技术课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于无缝拼接并可成任意夹角的光电传感探测器及其制备方法，以克服现有大面积平板探测器应用于非平面辐射探测领域所面临的窘境。

为了达到上述目的，本发明提供的基于无缝拼接的光电传感探测器包括：两块以上探测器模块，各探测器模块以无缝拼接方式拼接并成夹角状，其中，每一探测器模块都是封装件，都可以独立工作。探测器模块的具体结构包括：用于固定感光元件并且能阻挡射线的底板，从而保护一侧的处理电路不受射线的影响；固定在所述底板一侧表面的感光元件阵列是用于将感测到的光子信号转化成电信号；设置在所述底板另一侧表面是用于扫描所述感光元件阵列的处理电路，它将各感光元件发出的电信号进行数据处理后传输至能形成相应图像的设备；同时还包括设置于所述感光元件阵列与所述处理电路之间用于电连接的互连电路，所述互连电路可为柔性电路板。

其中，所述探测器模块的夹角在0°到360°之间；所述感光元件可为光电二极管、CMOS管、或非晶硅光电传感元件等。

此外，所述基于无缝拼接的光电传感探测器还将包括覆盖与所述感光元件阵列表面并将入射至各感光元件的射线转换为可见光的闪烁体层，其材质可为陶瓷、金属或复合塑料。

其中，金属材质如钨板，钨铁合金，钨铜合金等；陶瓷材质为氧化铝、氮化铝、莫来石基板(3Al₂O₃.2SiO₂)、二氧化硅、碳化硅和碳化硼陶瓷等；复合材料为Latigray、Laticonthe材质等。

本发明的基于无缝拼接的光电传感探测器的制备方法，包括以下步骤：

1)制备感光元件阵列，切割分块后对每一块进行沉积或者耦合闪烁体，并对闪烁体部分进行必要的封装，其中感光阵列与外部进行电路互联的连接点裸露以便外部电路的互联；

2)根据分块后的感光元件阵列的尺寸以及拼接所需模块的数量制备相应单元的互成角度底板；