[发明专利]闪烁体及闪烁体探测器

说明书

技术领域

本发明涉及一种闪烁体及闪烁体探测器，尤其涉及一种具有反射凹槽的闪烁体及闪烁体探测器。

背景技术

正电子湮没技术能够无损地探测材料近表面的微观缺陷信息，是分析材料性质的有效手段。在正电子素飞行时间谱(Ps-TOF)测量方法中，材料的相关信息主要通过飞出材料表面的o-Ps获取，o-Ps脱离样品后，在真空管道中飞行一段距离，然后发生双γ或三γ湮没，所产生的γ以4π立体角发射，对于Ps-TOF来讲，所要收集的主要是发射方向垂直于正电子素飞行轴线的γ，所以，只需要对平面内以2π角发射的γ进行收集即可。为了尽可能的获取信息，对平面内以2π角发射的γ的收集效率显得尤为重要。

由于光电倍增管尺寸和数量的限制，必须将平面内2π角发射的γ收敛到狭小区域进行探测，目前主要的方法是利用光锥的原理，把闪烁体截面加工成梯形，将闪烁荧光从大端面反射到小端面，在小端面连上光导和光电倍增管进行收集。

对于现有的梯形截面的闪烁体来讲，主要利用的是光锥的原理，将光线从大端收敛到小端进行探测。如图1所示，光锥锥顶角为2β，光线进入光锥前与光锥轴的夹角为i，即入射角为i。经折射后折射角为o，光线从光锥大端入射以后，在光锥壁上进行反射，每反射一次，在光锥壁上的入射角就减小2β，光线在光锥内第n次反射时对应的入射角i_n＝90°-[o+(2n-1)β]，(n＝1，2，3...)。光线在光锥壁上每反射一次，光线与锥轴夹角就增大2β，光线第n次反射后对应的反射光线与锥轴交角o_n＝o+2nβ，(n＝1，2，3...)。由此可以发现，锥顶角越小越有利于光线从大端向小端的反射，但要收敛到合适的面积，需要的光锥尺寸较大，造成较大的平均光程及光程差异，导致信号的时间展宽变宽，同时由于光线在闪烁体内部的多次反射以及闪烁体的自吸收，会造成光损失，对信号的采集与分析造成干扰，影响实验结果的准确性。而且，在反射的过程中，由于入射角的不断减小，可能出现光线反向大端面的情况，对信号的影响更为突出。

发明内容

本发明的目的在于提出一种能够提高探测效率及时间分辨的闪烁体及闪烁体探测器。

为了达到上述目的，本发明提出了一种闪烁体，用于闪烁体探测器，该闪烁体的截面呈近似梯形，在该闪烁体上设有一反射凹槽，该反射凹槽的开口端位于该闪烁体的大端面，其宽度自该闪烁体的的大端面朝向其小端面逐渐变小。

本发明所述的闪烁体，其中，所述反射凹槽的截面呈V形。

本发明所述的闪烁体，其中，所述V形截面的顶点通过如下方法确定：选取该闪烁体的近似梯形截面的下底边的垂直平分线上的任意一点作为放射源，该放射源的射线入射至该闪烁体的所述近似梯形截面的一腰边产生向另一腰边全反射的反射线，选定反射到所述近似梯形截面的另一腰边与其上底边相交点的反射线，以该选定的反射线与该垂直平分线的交点作为V形截面的顶点。

本发明所述的闪烁体，其中，所述V形截面的底边可为所述近似梯形截面的下底边。

本发明所述的闪烁体，其中，所述近似梯形截面由对称切除梯形截面的下底边的两边角而形成，所述边角切边的长度为2到4厘米。

本发明所述的闪烁体，其中，所述的切边的长度相等且切边延线呈直角相交。

本发明所述的闪烁体，其中，所述闪烁体用高反射材料包裹，以辅助光线反射；其中，所述高反射材料包括：镀铝薄膜、铝箔、MgO。

本发明还提供了一种具有上述闪烁体的闪烁体探测器，包括：上述闪烁体，用于接收放射性射线并发出闪烁光；光导，其一端连接至该闪烁体的小端面，用于接收并传输从该闪烁体发出的闪烁光；以及光电倍增管，其连接至该光导的另一端，用于收集从该光导传输来的闪烁光。

本发明所述的闪烁体探测器，其中，所述闪烁体的小端面的形状和尺寸与光导的入光面的形状和尺寸相同。

本发明所述的闪烁体探测器，其中，所述光导出光面的形状和尺寸与光电倍增管连接该出光面的端面的形状和尺寸相同。

根据上述技术方案，本发明的有益效果为：

1.通过增加反射面，减小了光线的平均光程，有效信号的比例提高，从而提高了探测器的探测效率；减小了光线的光程差异，缩减了其信号的半高全宽(FWHM)和十分之一高宽，从而提高了探测器的时间分辨。

2.节省了材料，降低了造价。

附图说明

图1为梯形截面闪烁体的光锥原理示意图；

图2为近似梯形截面闪烁体的截面示意图；

图3为本发明一实施例确定V形截面的顶点的光路示意图；