[发明专利]一种光电二极管与闪烁体材料的耦合方法

说明书

本发明公开了一种光电二极管与闪烁体材料的耦合方法，其特征在于，所述闪烁体材料与光电二极管的接触面通过光学介质进行耦合，所述闪烁体材料与光电二极管接触面的四周采用光学胶粘合固定，所述光学胶可以由环氧树脂、氰基丙烯酸乙酯、聚乙烯醇中的一种或几种组合形成，所述光学介质可以由丙三醇、苯基硅酮、甲基硅氧烷中的一种或几种组合形成。本发明的有益效果在于：1.通用性强，适用于任何闪烁体材料和光电二极管之间的耦合；2.可以最大程度地发挥探测器的性能，使闪烁体材料与耦合层的发射率最接近；3.因为光学介质具有卓越的耐热性、电绝缘性、耐候性、疏水性、生理惰性和较小的表面张力，耦合时操作更加方便，耦合后探测器的使用局限性更小。

技术领域

本发明涉及光电二极管闪烁探测器技术领域，特别是涉及一种光电二极管与闪烁体材料的耦合方法。

背景技术

闪烁探测器的应用已有较长的历史，其主要缺点是需要电真空器件光电倍增管，随之而来的是需要高稳定度的高压电源、电磁屏蔽、机械防护等。而硅光电二极管具有许多光电倍增管所不能比拟的独特优点，它可以工作在强电场下，体积小、稳定性好，其光谱灵敏范围和闪烁体荧光谱可良好匹配，平均量子效率约为光电倍增管的5倍，因此光电二极管闪烁探测器近年来得到越来越多的应用。光电二极管闪烁探测器是采用半导体光电二极管(通常是硅PD)的闪烁探测器，将半导体光电二极管与闪烁体材料进行耦合，当入射辐射(带电粒子、γ射线、X射线等)在闪烁体总放出能量时，利用半导体光电二极管来探测在闪烁体中产生的闪烁光。

现有技术中，光电二极管闪烁探测器中闪烁体材料与光电二极管之间的耦合方法主要有以下两种：方法一、利用光学胶作为耦合层，将闪烁体材料与光电二极管进行面与面的粘合；方法二、闪烁体材料的四边与光电二极管利用光学胶粘合固定、面与面之间不用任何介质直接耦合。在闪烁体材料与光电二极管的耦合过程中，中间耦合层的发射率对整个探测器的性能影响较大，如果耦合层与闪烁体材料对光的发射率相差较大，将大大影响探测器的性能。同时，上述常规的粘合方法存在以下缺陷，方法一：1)光学胶粘合过程中存在固化过程，使耦合层存在较多的变数；2)光学胶中存在介质，对光线的发射频率有不稳定的影响；3)光学胶粘性太强，不便于二次安装。方法二：1)闪烁体材料和光电二极管无法保证充分耦合；2)对光线的发射频率没有促进作用，相反的存在不完全耦合现象可能导致闪烁体本身性能的下降。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种光电二极管与闪烁体材料的耦合方法，耦合层较为稳定且耦合更加充分和方便，克服上述现有技术的不足。

针对上述问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种光电二级管与闪烁体材料的耦合方法，其特征在于，所述闪烁体材料与光电二极管的接触面通过光学介质进行耦合，所述闪烁体材料与光电二极管接触面的四周采用光学胶粘合固定，所述耦合方法具体包括以下步骤：

1)光学介质配制：在无尘工作环境下，控制室温在20℃～25℃之间，湿度在20％～50％之间，选取丙三醇、苯基硅酮、甲基硅氧烷中的一种或几种化学物质的组合形成光学介质，如所述光学介质由两种或两种以上化学物质的组合形成，则先将容器加热至180℃，再按质量配比选取两种或两种以上化学物质加入所述容器内并充分搅拌均匀，待其自然冷却后密封保存待用；

2)光学胶配制：在无尘工作环境下，控制室温在20℃～25℃之间，湿度在 20％～50％之间，选取环氧树脂、氰基丙烯酸乙酯、聚乙烯醇中的一种或几种化学物质的组合形成光学胶，如所述光学胶由两种或两种以上化学物质的组合形成，则按质量配比选取两种或两种以上化学物质加入容器内并充分搅拌均匀，形成化学胶；

3)使用乙醇或者丙酮将闪烁体材料和光电二极管的接触面擦拭整洁；

4)使用玻璃棒在闪烁体材料的接触面均匀的涂抹上上述步骤1)所配制的光学介质；

5)将闪烁体材料涂抹有光学介质的一面安放到光电二极管的固定位置上，使两者面与面之间充分粘合不留空隙；