[发明专利]X射线探测单元、探测器及探测系统

说明书

本发明提供一种X射线探测单元、探测器及探测系统，X射线探测单元包括：首尾相接形成闭合区域的转换材料层、光电二极管像素及反射层，转换材料层的面积大于光电二极管像素的面积。若干X射线探测单元一维线阵排布形成X射线探测器。X射线探测器，射线源及传送装置构成X射线探测系统，X射线探测器与射线源相对设置，传送装置设置于X射线探测器及所述射线源之间；通过传送装置的移动，X射线探测器对被检测物进行多次一维检测，进而获得检测物的二维检测图像。本发明将转换材料层及光电二极管像素设置在不同维度，以此避免光电二极管像素面积对转换材料层面积的影响，通过增大转换材料层面积提高转换效率同时提高信噪比。

技术领域

本发明涉及一种X射线探测领域，特别是涉及一种X射线探测单元、探测器及探测系统。

背景技术

X射线探测器经历了百年的发展，由传统的胶片式逐渐发展至当今的数字式，这其中又经历了CR探测器、CCD X射线探测器、CCD拼接式X射线探测器以及目前最为主流的X射线平板探测器。X射线平板探测器可以捕获X光，将被测物体的X射线影像转变为数字图像以便于查看、分析、存储以及传播，其被广泛应用于安检、医疗、生物、材料和工业检测等领域。

一维线阵探测器是X射线探测器中的一种，长度通常为数十厘米至数米，像素尺寸通常为零点几至数毫米，像素数目包括数百至千万个。如图1～图2所示，现有的一维探测器结构1包括：基板10；形成于所述基板10上的光电二极管像素11，各光电二极管像素排列成一维线阵；以及位于所述一维线阵上方的转换材料层12。其基本工作原理是，X射线照射到所述转换材料层12上，所述转换材料层12将X射线转换为可见光，可见光照射到所述光电二极管像素11上，光电二极管将可见光转换为光电子，光电子经过放大电路(图中未显示)转化为电压信号并进行模数转换后传至计算机形成数字图像。

为了便于探测，我们需要获得更大的信号量，一种方式是将所述光电二极管像素11的面积增大(像素入射信号量与像素面积成正比)，但与此同时像素面积越大，噪声也越大。在这种像素模型中，噪声的主要来源为光电二极管的电容开关噪声σpd-KTC＝sqrt(2KTC_pd)，这不利于提高信噪比。

另外，X射线照射到所述转换材料层12(闪烁体)后，产生可见光，可见光需要穿过所述转换材料层12才能照射到所述光电二极管像素11上。一般闪烁体的厚度，对工业百kV级射线吸收少，闪烁体厚度为0.5mm时对100keV射线吸收仅约60％，信号量小。但如果增加闪烁体厚度以吸收更多X射线，则由于可见光需要穿过更厚的闪烁体，闪烁体本身吸收可见光，导致对转换效率贡献小。

因此，如何提高X射线探测器的信噪比、提高转换效率已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种X射线探测单元，用于解决现有技术中信噪比低、转换效率低等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种X射线探测单元，所述X射线探测单元至少包括：

转换材料层、光电二极管像素及反射层；

其中，所述转换材料层、所述光电二极管像素及所述反射层首尾相接，形成闭合区域，且所述转换材料层的面积大于所述光电二极管像素的面积。

可选地，所述转换材料层的材质为碘化铯或硫氧化钆。

可选地，所述光电二极管像素与所述转换材料层的夹角设定为(0，90°]。

可选地，所述反射层为平面或朝向所述X射线探测单元内部的弧面。

可选地，所述转换材料层的面积不小于所述光电二极管像素的面积的1.5倍。

更可选地，所述反射层朝向于所述X射线探测单元内部的表面为镜面。

更可选地，所述反射层的材质为碘化铯或硫氧化钆。