[发明专利]用于生成光的陶瓷材料

说明书

技术领域

本发明涉及用于在被用射线进行辐照时生成光的陶瓷材料。本发明还涉及用于探测辐射的探测设备，以及包括所述陶瓷材料的激光器。此外，本发明涉及用于对目标进行成像的成像系统，所述成像系统包括探测设备，并且本发明涉及用于制造所述陶瓷材料的制造方法和制造装置。本发明还涉及用于控制所述制造装置的计算机程序。

背景技术

陶瓷材料可以被用作，例如，在用于探测X射线的计算机断层摄影(CT)系统的探测设备中的陶瓷闪烁体。然而，陶瓷闪烁体一般不提供能量依赖的闪烁光，从而使得难以在用于谱CT系统的探测设备中使用陶瓷闪烁体。此外，激光可以包括陶瓷材料作为陶瓷增益介质。然而，激光的泵浦光可能在空间上很不均匀地分布于陶瓷增益介质内，这可能导致陶瓷增益介质中的高的温度梯度并因此导致热机械应力峰。

发明内容

本发明的目的是提一种用于在被用辐射进行辐照时生成光的陶瓷材料，所述陶瓷材料允许减轻上述缺点中的至少一个。本发明的另外的目的是提供一种用于探测辐射和激光的探测设备，所述探测设备包括陶瓷材料，并且本发明的另外的目的是提供一种用于对目标进行成像的成像系统，所述成像系统包括所述探测设备。此外，本发明的目的是提供用于制造所述陶瓷材料的制造方法和制造装置，并且提供一种用于控制所述制造装置的计算机程序。

在本发明的第一方面中，提出了一种用于在被用辐射进行辐照时生成光的陶瓷材料，其中，所述陶瓷材料包括具有不同组分和/或不同掺杂物的层的堆叠。

由于陶瓷材料包括具有不同组分和/或不同掺杂物的层的堆叠，因此所述陶瓷材料能够适于在被辐射进行辐照时生成光，使得可以减轻以上提及的缺点中的至少一个。例如，如果所述层的堆叠包括第一层和具有不同组分和/或不同掺杂物的第二层，其中，所述第一层适于在被用辐射进行辐照时生成第一辐射，并且所述第二层适于被用辐射进行辐照时生成第二辐射，并且其中，所述第一辐射与所述第二辐射是不同的，通过将所述第一辐射与所述第二辐射彼此进行区分，能够确定所述辐射是在所述第一层中生成的还是在所述第二层中生成的。这能够例如在谱CT系统中被使用，其中，具有所述第一层和所述第二层的所述陶瓷材料被用作探测设备的闪烁体材料，以便对从所述陶瓷闪烁体材料的上面部分发出的辐射与从所述陶瓷闪烁体材料的下面部分发出的辐射彼此进行区分，所述陶瓷闪烁体材料的上面部分可以由所述第一层形成，所述陶瓷闪烁体材料的下面部分可以由所述第二层形成，其中，所述闪烁体材料可以被布置为使得所述陶瓷闪烁体材料的上面部分比所述下面部分更靠近所述谱CT系统的X射线源。所述陶瓷闪烁体材料也能够适于在被用其他辐射(尤其是如γ辐射的其他电离辐射)进行辐照时生成辐射。

在实施例中，所述第一层和所述第二层两者都被形成在同一(即，单个)片陶瓷材料内。换言之，陶瓷结构在所述第一层与所述第二层之间连续地延伸。在本文中描述的陶瓷制造工艺适于这样的制造工艺。有利地，通过在同一材料片内制作多个层，避免了因在否则以邻接或胶合的闪烁体材料的分离的片形成的层之间的界面处的反射而引起的光学损耗。这改善了陶瓷材料的光输出，并且因此改善了包括所述陶瓷材料的探测器的敏感度。如后所述，在其他实施例中，所述陶瓷材料可以具有石榴石结构。因此，在该实施例中，所述石榴石结构在所述第一层与所述第二层之间连续地延伸。

在实施例中，所述层的堆叠中的层适于使得在垂直于层的方向上掺杂剂的浓度逐层地单调增大或单调减小。这样的陶瓷材料可以被用作激光器中的陶瓷增益介质，其中，泵浦光源和陶瓷增益介质可以被布置为使得在陶瓷增益介质的层的堆叠中的掺杂剂浓度随着到泵浦光源的距离的增大逐层地单调增大。如果陶瓷增益介质具有均匀的掺杂剂分布，则陶瓷增益介质内的泵浦光分布将具有指数衰减，这可以引发高的温度梯度，并且因此引发热机械应力峰。这将限制最大入射泵浦功率。然而，单调增大的掺杂剂浓度(其可以沿着如陶瓷增益介质的棒的纵向轴线形成掺杂剂浓度的纵向梯度结构)能够使这些问题最小化。