专利名称：一种切伦科夫探测器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及辐射成像领域，特别是涉及一种切伦科夫探测器。
背景技术：
切伦科夫探测器是一种测量在介质中速度大于光速的带电粒子 的辐射探测器。它由能产生切伦科夫效应的辐射体与光敏器件相耦合 组成。辐射体为透明的固体、液体(多用蒸馏水)或气体。它应用于 高能带电粒子的测量，如用于宇宙线、高能加速器粒子等的测量，在 应用中根据不同的实验目的，做成不同类型的探测器，用以测量带电 粒子的速度、强度或给出控制信号等。切伦科夫探测器具有结构简单、
制作工艺较易的优点；其缺点是辐射强度太弱，需釆用高灵敏、低噪 声的光电倍增管、好的光收集系统以及消除本底的反符合装置等措 施。
切伦科夫探测器常被用在高能物理中，因为光产额较低、即灵敏 度低，而且光子数量的分布与光的波长成反比，而且速度低于一定阈 值的射线不产生切伦科夫光，传统上一般采用光电倍增管作为切伦科 夫探测器的光电转换器件，光电倍增管的要求使用屏蔽外界的电磁干 扰，并且与用在辐射成像领域的光电二极管相比，量子效率低、而成 本较高；这些特性限制了其在辐射成像领域中的应用。然而因为切伦 科夫信号产生机制不同于现在常用在辐射成像领域的闪烁探测器和 气体探测器，存在着特殊的使用价值。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种釆用光电二极管作为光读出器件， 可以在普通的辐射成像环境中工作，并且通过选择合适切伦科夫辐射
体，和反射层设计来提高最终的信号输出幅度，以改善切伦科夫探测 器在辐射成像领域使用时的性能的切伦科夫探测器。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案提供一种切伦科夫探测
器，包括切伦科夫辐射体；光电二极管，与所述切伦科夫辐射体的 一端耦合连接；反光膜，镀在所述切伦科夫辐射体除与所述光电二极 管耦合的端面外的其余面上；避光层，设置在所述切伦科夫辐射体、 光电二极管、反光膜外，所述光电二极管的引线从所述避光层中引出。
其中，所述切伦科夫辐射体为圆形。
其中，所述切伦科夫辐射体为长方形。
其中，所述切伦科夫辐射体由透明且对光的衰减长度在lm以上 的材料制成。
其中，所述切伦科夫辐射体为石英玻璃。 其中，所述切伦科夫辐射体为有机玻璃。 其中，所述反光膜为发生镜面反射的反射膜。 其中，所述反射膜釆用镜面反射膜ESR。 其中，所述反射膜为铝箔。 其中，所述避光层为黑色塑料胶带。
上述技术方案仅是本实用新型的一个优选技术方案，具有如下优 点釆用了光电二极管作为读出器件，使其在辐射成像领域中工作更 加稳定、可靠；通过反射膜的设计提高光的收集效率；绝大多数切伦 科夫光的方向与X射线入射的方向的夹角不超过90度，镜面反射可
以使切伦科夫光定向传输，减少反射次数，有利于使更多的切伦科夫
光在光电二极管上产生信号；因为切伦科夫辐射体透光性能好，可以 沿射线入射方向做得很长，从而提高对X射线的探测效率，提高最 终的切伦科夫信号输出值，这些措施增强了切仑柯夫探测器在辐射成 像领域的可用性。
图l是本实用新型实施例的一种切仑柯夫探测器的结构示意图2是图1中的A-A剖视图3是本实用新型实施例的切仑柯夫探测器使用时的结构示意图。
其中，1:切伦科夫辐射体；2:光电二极管；3:反射膜；4:避 光层；5:切伦科夫探测器阵列；6:被检物体；7:加速器。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式
作进一步 详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新 型的范围。
参看图l、图2,本实施例中的切仑柯夫探测器由切伦科夫辐射体 1,光电二极管2、反射膜3和避光层4组成。光的变化引起光电二极管 电流变化，这就可以把光信号转换成电信号。切伦科夫辐射体l为长 方形或圆柱形；切伦科夫辐射体l为透明和对紫外光透过性能良好的 材料制成，例如由有机玻璃或是石英玻璃材料制成，透过性能良好是 指对光的衰减长度lm以上；切伦科夫辐射体1的长度可以通过X射线 能量的大小和切伦科夫辐射体材料的性质来确定。光电二极管2与切 伦科夫辐射体l的一端耦合，光电二极管2的灵敏区一面对着切伦科夫 辐射体l。切伦科夫辐射体1除了与光电二极管2耦合的端面外，其佘 面上均镀上反射膜3，反射膜3为发生镜面反射的反射膜。镀反射膜3 时，要将反射膜3具有反射能力的一面向切伦科夫辐射体1，不具有反 射能力的一面向避光层4，反射膜3可以釆用美国3M公司的镜面反射 膜ESR ( Enhanced Specular Reflector)或者铝箔，优选釆用美国3M公 司的镜面反射膜ESR,该反射膜是不含金属成分，反射率超过98.5% 。 反射膜3、光电二极管2除了引线外，用避光层4与外界隔开，避光层4 能够对可见光进行避光，但X射线可以有效的穿过，满足以上要求由 任何材质构成的避光层4均可，例如选择便宜且容易使用的黑色塑料
胶带。
使用本实施例中的切仑柯夫探测器时，X射线从光电二极管2相 对的一面入射，即从正对着光电二极管灵敏区面入射到所述切伦科夫
探测器中。X射线光子在切伦科夫辐射体2中发生的康普顿散射产生
的反冲电子也是向前运动的，反冲电子产生的切伦科夫光的方向大多
数也是向前传播的，这样经过反射膜3的镜面反射到达光电二极管， 产生信号。在本实施例中，釆用镜面设计利用了切伦科夫光的方向性 特点，提高了光的收集效率。
在本实施例中，釆用的切伦科夫辐射体对可见光和近紫外光透光 性能好的材料制成，因此光传输过程中的自吸收较�。赬射线入射 方向上可以做的很长，可以根据X射线能量的确定长度。
参看图3，本实用新型在应用时，将本实用新型多个切伦科夫探 测器1以扇形或L型的角度排列成切伦科夫探测器阵列5，使切伦科夫 探测器的中心轴线指向加速器7的靶点。被检物体6从X射线東通过 时，透过被检物体6的X射线入射到切伦科夫探测器阵列5中，X射线 从正对着光电二极管灵敏区面入射到所述切伦科夫探测器中，首先同 切伦科夫体发生相互作用，产生次级电子，次级电子中能量足够高的 那部分次级电子会发射出切伦科夫光，若X射线能量较低，以至于其 产生的次级电子能量低于阈值的话，不会产生切伦科夫光；即该探测 器对X射线光子的能量有要求；在确定X射线能谱结构下，切伦科夫 探测器的输出信号大小与X射线强度成正比，则切伦科夫探测器根据 X射线的强度变化，输出反应箱中所装物体的厚度、密度、材料等特 征的输出信号，通过相应的读出电路将输出信号转化为灰度图度，即 可获得被检物体6的透视图像。读出电路釆用普通电学电路即可，其 设计只要能将输出信号转化为灰度图象即可，该读出电路对于电学电 路领域的技术人员来说，属于公知常识，因此，在此不再详述。
由以上实施例可以看出，本实用新型实施例通过釆用了光电二极
管作为读出器件，使其在辐射成像领域中工作更加稳定、可靠；通过
反射膜的设计提高光的收集效率；绝大多数切伦科夫光的方向与x射 线入射的方向的夹角不超过90度，镜面反射可以使切伦科夫光定向传 输，减少反射次数，有利于使更多的切伦科夫光在光电二极管上产生 信号；因为切伦科夫辐射体透光性能好，可以沿射线入射方向做得很 长，从而提高对X射线的探测效率，提高最终的切伦科夫信号输出值， 这些措施增强了切仑柯夫探测器在辐射成像领域的可用性。
上述实用新型也适用于采用放射性同位素源作为射线源的情况。 以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技 术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提 下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新 型的保护范围。
权利要求1、一种切伦科夫探测器，其特征在于，包括切伦科夫辐射体，用于发射出切伦科夫光；光电二极管，与所述切伦科夫辐射体的一端耦合连接；反光膜，镀在所述切伦科夫辐射体除与所述光电二极管耦合的端面外的其余面上；避光层，设置在所述切伦科夫辐射体、光电二极管、反光膜外，所述光电二极管的引线从所述避光层中引出。
2、 如权利要求1所述的切伦科夫探测器，其特征在于，所述切 伦科夫辐射体为圆形。
3、 如权利要求1所述的切伦科夫探测器，其特征在于，所述切 伦科夫辐射体为长方形。
4、 如权利要求2或3所述的切伦科夫探测器，其特征在于，所 述切伦科夫辐射体由透明且对光的衰减长度在lm以上的材料制成。
5、 如权利要求4所述的切伦科夫探测器，其特征在于，所述切伦科夫辐射体为石英玻璃。
6、 如权利要求4所述的切伦科夫探测器，其特征在于，所述切伦科夫辐射体为有机玻璃。
7、 如权利要求1所述的切伦科夫探测器，其特征在于，所述反 光膜为发生镜面反射的反射膜。
8、 如权利要求7所述的切伦科夫探测器，其特征在于，所述反 射膜釆用镜面反射膜ESR。
9、 如权利要求7所述的切伦科夫探测器，其特征在于，所述反 射膜为铝箔。
10、 如权利要求l所述的切伦科夫探测器，其特征在于，所述避 光层为黑色塑料胶带。
专利摘要本实用新型公开了一种切伦科夫探测器，包括切伦科夫辐射体，用于发射出切伦科夫光；光电二极管，与所述切伦科夫辐射体的一端耦合连接；反光膜，镀在所述切伦科夫辐射体除与所述光电二极管耦合的端面外的其余面上；避光层，设置在所述切伦科夫辐射体、光电二极管、反光膜外，所述光电二极管的引线从所述避光层中引出。本实用新型采用了光电二极管作为读出器件，使其在辐射成像领域中工作更加稳定、可靠；通过反射膜的设计提高光的收集效率；因为切伦科夫辐射体透光性能好，可以沿射线入射方向做得很长，从而提高对X射线的探测效率，提高最终的切伦科夫信号输出值，这些措施增强了切伦柯夫探测器在辐射成像领域的可用性。
文档编号G01T1/00GK201212910SQ20082010865
公开日2009年3月25日 申请日期2008年6月5日 优先权日2008年6月5日
发明者孔祥众, 骞 岳, 康克军, 张清军, 金 李, 李元景, 李树伟, 李玉兰, 杨祎罡, 毛绍基, 义 王, 赵书清 申请人:清华大学;同方威视技术股份有限公司
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