[发明专利]一种同基质的“闪烁体-半导体-闪烁体”复合X射线探测器

说明书

本发明提供一种同基质的“闪烁体‑半导体‑闪烁体”复合X射线探测器，包括前闪烁体、半导体光电导探测器、后闪烁体。三者组成类似三明治结构，通过原子间吸引力结合，不需要耦合剂；前闪烁体、后闪烁体化学成分相同，厚度不同，通过对基质掺杂获得；半导体光电导探测器包括半导体基质、电极和引线；复合X射线探测器可以通过通用薄膜生长技术获得，生长过程中只需要调节掺杂浓度即可，将闪烁体、耦合剂、光电二极管或光电倍增管简三种材料化为一种材料，具有制作方法简单、制作原理单一、制作周期短、制作成本低等优势，同时，取消了耦合剂，闪烁体与光电导探测器通过原子间引力紧密结合，光损耗小，探测效率高。

技术领域

本发明属于传感器领域，具体是一种同基质的“闪烁体-半导体-闪烁体”复合X射线探测器。

背景技术

目前，X射线探测技术已广泛应用于安全检查、医疗健康、无损检测等领域，其核心部件为探测器。目前使用的X射线探测分为直接型和间接型，直接型利用半导体材料在X射线照射下产生光电子原理制成，探测效率低，只适合于低能X射线；间接型利用闪烁体把X射线转换为可见光，然后使用半导体光电二极管或光电倍增管探测可见光，二者通过光学胶或硅油等耦合剂，耦合在一起，配合不同闪烁体，适合于不同能量范围的X射线，应用范围比较广泛。间接性探测器制作工艺复杂，成本高昂，需要使用单晶炉，在高温下缓慢生长出单晶闪烁体，每次生长需要消耗数十个小时，然后切割、抛光、密封后备用，需要使用复杂的半导体工艺制作半导体光电二极管或使用真空管工艺制作光电倍增管，然后在超净间中将二者耦合在一起。

发明内容

针对现有技术存在的工艺复杂、效率低的问题，结合间接型和直接型的优点，本发明提供一种同基质的“闪烁体-半导体-闪烁体”复合X射线探测器。

本发明的技术方案是：

一种用于X射线检测的同基质的“闪烁体-半导体-闪烁体”复合探测器，复合探测器包括前闪烁体、半导体光电导探测器、后闪烁体；所述前闪烁体、半导体光电导探测器、后闪烁体为一种同基质(比如ZnO，ZnS)材料，三者组成类似三明治结构，通过原子间吸引力结合，不需要耦合剂；

所述前闪烁体、后闪烁体化学成分相同，厚度不同，前闪烁体较薄，后闪烁体较厚，通过对基质掺杂，掺杂度为0.1-5％获得；

所述半导体光电导探测器包括半导体基质、电极和引线；

所述复合探测器可以通过通用薄膜生长技术获得，生长过程中只需要调节掺杂浓度即可。

本发明的优点是：通过创新的“闪烁体-半导体-闪烁体”结构，使得紫外线分别从上、下两个方向分别进入半导体光电导探测器层，探测效率提高了1倍，具有显著的优势。

本发明是同基质的“闪烁体-半导体-闪烁体”复合X射线探测器，将目前使用的生长闪烁晶体、制作光电二极管或光电倍增管、耦合三步制作方法简化为一步，将闪烁体、耦合剂、光电二极管或光电倍增管简三种材料化为一种材料，具有制作方法简单、制作原理单一、制作周期短、制作成本低等优势，同时，取消了耦合剂，闪烁体与光电导探测器通过原子间引力紧密结合，光损耗小，利用效率高。

附图说明

图1是本发明的结构框图。

图2是本发明的应用原理图。

图3是本发明的点探测器示意图。

图4是本发明的线探测器示意图。

图5是本发明的面探测器示意图。

图6是本发明的探测器重叠布置示意图。

图7是本发明的探测器具有过虑片重叠布置示意图。

具体实施方式

下面结合附图1-7和具体实施方式对本发明做详细说明。