[发明专利]可移动式X射线探测系统

权利要求书

1.一种可移动式X射线探测系统，其包括第一壳体模块、第二壳体模块、密封连接模块、探测器模块、低温获取模块及真空获取模块，其中：

所述第一壳体模块被设置用于容纳所述探测器模块，以及提供尺寸可调的X射线准直孔；

所述密封连接模块被设置用于同时对所述第一壳体模块和所述第二壳体模块进行真空密封连接，并使所述第一壳体模块基本非接触式地嵌套在所述第二壳体模块内，以及提供用于所述探测器模块的电气通道以及用于所述第一壳体模块和所述第二壳体模块的抽真空通道；

所述探测器模块被设置用于接收X射线并将其转变成电信号，其包括玻璃基板、闪烁体单元、光传感器单元及探测电路单元，所述闪烁体单元用于将X射线转换为可见光信号，所述光传感器单元用于将所述可见光信号转换为电信号，所述探测电路单元将所述光传感器单元输出的电信号进行放大，所述闪烁体单元和所述光传感器单元分别设置在所述玻璃基板的两侧；

所述低温获取模块被设置用于对所述探测器模块进行降温，其包括脉冲管制冷机、冷板和温控单元；以及

所述真空获取模块被设置用于对所述第一壳体模块和第二壳体模块的内部抽真空；

其中，所述闪烁体单元包括一个或多个厚度为2微米的Bi4Si3O12层，所述Bi4Si3O12层按照以下步骤制成：

步骤一：按照6:1:1的摩尔配比制备去离子水、双氧水和氨水的混合液，在80℃下将硅晶片在所述混合液中浸没，随后用去离子水冲洗干净；

步骤二：将所述硅晶片置于浓度为1-2％的稀氢氟酸中浸渍；

步骤三：按照8:1.5:2的摩尔配比制备去离子水、双氧水和盐酸的混合液，在80℃下将所述硅晶片置于所述混合液中浸渍，随后用去离子水冲洗；

步骤四：将所述硅晶片浸渍在1-2％的氢氟酸中，随后使其在空气中自然干燥，获得硅晶片衬底；

步骤五：在室温和20mTorr的氧气气氛下，以50:50mol％的Bi₂O₃-Fe₂O₃为靶材，利用脉冲激光沉积法在所述硅晶片衬底上形成Bi-Fe-O层；

步骤六：将形成有所述Bi-Fe-O层的硅晶片衬底置于800℃下退火30分钟，以使所述衬底发生氧化并与所述Bi-Fe-O层发生反应，其中，加热和冷却速度为120℃/分钟；以及

步骤七：从所述硅晶片衬底上剥离出Bi-Si-O层。

2.如权利要求1所述的X射线探测系统，其中，所述玻璃基板和所述闪烁体单元之间还设有抗反射层，所述抗反射层包括依次镀覆于所述玻璃基板上的氧化锌层、二氧化碳层和二氧化硅层，所述氧化锌层、所述二氧化碳层和所述二氧化硅层的厚度为所述闪烁体单元在X射线激发下产生的激发光的波长的四分之一。

3.如权利要求1所述的X射线探测系统，其中，所述光传感器单元包括由多个光传感元件构成的阵列，相邻的所述光传感元件的间隔为所述闪烁体单元在X射线激发下产生的激发光的波长的四分之一；并且，

所述光传感元件具有台面结构，其从下往上依次包括衬底、n+层、i层和p+层，其中：所述衬底为4H-SiC衬底；所述n+层为掺杂氮的4H-SiC层，其具有圆台形状；所述i层形成于所述n+层的圆台顶面上，其包括彼此间隔设置的多个Si层和4H-SiC层；所述p+层为掺杂硼的4H-SiC层；所述n+层的圆台底面直径小于所述衬底的直径，所述衬底上围绕所述n+层依次形成有Ni层和Ti层，它们共同构成所述光传感元件的阴极；所述p+层上依次形成有Ni层和Al层，它们共同构成所述光传感元件的阳极，且所述Ni和Al层形成为中空圆柱形，所述中空区域构成所述光传感元件的光入射通道。