[发明专利]一种用于光电探测成像的位敏阳极及位敏阳极探测器

说明书

本发明属于光电探测、成像领域，具体涉及一种用于光电探测成像的位敏阳极及位敏阳极探测器。位敏阳极包括衬底、电荷收集极、金属阳极及连接导线；衬底由介电材料制成，电荷收集极位于衬底输入面之上且与衬底输入面紧贴；金属阳极包括以p×q阵列排列的独立金属阳极单元，其中p，q均为整数，且p≥q，位于衬底输入面下方且与衬底输入面相隔一定距离，使金属阳极与电荷收集极形成电容耦合，将电荷收集极收集到的电荷耦合到金属阳极；连接导线包括以p×q阵列排列的独立导线，与金属阳极单元一一对应连接。解决了现有电荷分割型位敏阳极工艺制作难度大、空间分辨率不易提高、不适宜高温烘烤的缺陷。

技术领域

本发明属于光电探测、成像领域，具体涉及一种用于光电探测成像的位敏阳极及位敏阳极探测器。

背景技术

光子计数成像是对极微弱目标成像的一种技术，它将微弱光信号转换成电信号进行放大，通过具有二维位置分辨的位敏阳极读出，探测到的光子数反映目标信号的强度，位敏阳极的空间分辨率决定图像的分辨。光子计数成像技术在高能物理、核医疗、深空探测、核辐射监测等领域具有重要应用。位敏阳极按解码方式可以分为：阻抗型阳极和电荷分割型阳极。阻抗型阳极根据阳极不同位置处的电极阻抗不同而产生不同的输出信号来实现对探测目标的位置分辨，其空间分辨率受电荷噪声限制。电荷分割型阳极根据阳极不同位置处探测到的电荷量，来求解电荷云团的质心位置。电荷分割型阳极需要通过增加阳极分割的数量来提高空间分辨率，分割密度增加之后，工艺制作难度增大，密封性难以保证。在申请号为201710438625.X的中国专利申请“位敏阳极探测器及其制作方法”中，介绍了电荷分割型阳极，每个分割阳极的信号通过引线穿过绝缘基底引出。当分割阳极数量增多、引线增多之后，在制作位敏阳极探测器过程中，高密度分割的位敏阳极在高温烘烤时容易漏气，破坏探测器的真空环境，导致器件无法使用。并且分割阳极密度增大之后，电荷共享严重，空间分辨率受限。

发明内容

本发明的目的是解决现有电荷分割型位敏阳极工艺制作难度大、空间分辨率不易提高、不适宜高温烘烤的缺陷，提供一种高温烘烤不会漏气、易于提高空间分辨率的位敏阳极及具有该位敏阳极的探测器。

本发明的技术解决方案是提供一种用于光电探测成像的位敏阳极，其特殊之处在于：包括衬底、电荷收集极、金属阳极及连接导线；

上述衬底由介电材料制成，包括衬底输入面与衬底输出面；

上述电荷收集极位于衬底输入面之上且与衬底输入面紧贴；

上述金属阳极包括以p×q阵列排列的独立金属阳极单元，其中p，q均为整数，且p≥q，位于衬底输入面下方且与衬底输入面相隔一定距离，使金属阳极与电荷收集极形成电容耦合，将电荷收集极收集到的电荷耦合到金属阳极；

上述连接导线包括以p×q阵列排列的独立导线，与金属阳极单元一一对应连接。

进一步地，为了减小了电荷横向扩散范围，降低电荷在相邻阳极单元之间共享，从而提高空间分辨率，上述金属阳极埋于衬底内部，上述连接导线的一端与金属阳极连接，另一端穿过衬底输出面位于衬底输出面之外。

进一步地，上述金属阳极及导线位于衬底输出面下方。

进一步地，上述金属阳极与输出面紧贴。

进一步地，为了将金属阳极及其导线埋于衬底内部，上述衬底为多层陶瓷板叠加而成。

进一步地，上述电荷收集极为具有电阻的薄膜，薄膜面电阻为250kohm/m²—10Mohm/m²。

本发明还提供一种位敏阳极探测器，包括管壳、位于管壳内的光电阴极与电子倍增器，其特殊之处在于：还包括上述的位敏阳极，上述位敏阳极中的电荷收集极及衬底输入面与管壳密封封接，形成真空环境。