[实用新型]闪烁晶体数组结构

说明书

技术领域

本实用新型有关于一种闪烁晶体数组结构，尤涉及一种可将高能量辐射能转换成可见光或紫外光的闪烁晶体数组，特别指闪烁晶体数组中每一闪烁晶体的表面形成有多数个反射层与多数个屏蔽层，可使各闪烁晶体达到较高的全反射效果，而具有提高能量转换率的结构。

背景技术

一个固态的闪烁侦检器通常以结晶的形式存在，以传统核医所使用的闪烁晶体而言，目前大多是作成大片的长方体，当辐射能（X-ray或γ-ray）照射到透明闪烁晶体时，通常仅有少部分的直射光或小角度的折射光（例如小于33°的折射光）可以射入与闪烁晶体连接的光电倍增管（Photomultiplier tubes, PMT），其余大部分的γ-ray则经由闪烁晶体的侧面散射且无法达到光电倍增管的表面；因此，为了有效增加入射光至光电倍增管表面的效率，可在闪烁晶体的周围覆盖一层反射膜，用以降低闪烁晶体侧面的光散射现象，进而使大部分的可见光或紫外光可射入光电倍增管内，增加讯号的数量。不过即使如此，大约也只有30%的可见光或紫外光能够被光电倍增管接收到而已。

近年来由于提升分辨率的需求，而有提出将前述一整个闪烁晶体块改成由多数个小颗粒闪烁晶体所组成的晶阵块（array）来取代的做法。晶阵中每一个小颗粒闪烁晶体即为成像后的一个像素点（pixel），因此在成像时务求各晶粒间能达到光学隔离（optical isolated），即各晶粒能局限各自产生的闪烁光，并由各自的导光面进入光电倍增管。为达此目的，在组成晶阵时，各晶粒表面必需进行阻光处理，使得闪烁光行进至晶粒表面时被散射（diffuse）或反射（reflect）而回行至原晶粒中，因而达到局限闪烁光的目的。

晶粒表面处理方法，一般以白色颜料涂布或用铁弗龙（Teflon）薄膜包裹。在晶阵制作代工厂商，则以环氧树脂（epoxy）混合白色金属氧化物粉末（如MgO、TiO₂、BaSO₄等），来填充晶阵间隙，例如：美国专利公告号US 5,227,634所揭露的侦测器即属于此类。不过前述的技术所制作出来的侦检器，其收旋光性能并不理想。

近年来在文献中出现以镜面膜加工做成网格矩阵来组装的方法。此方法将镜面膜以激光切割加工制成梳状，再彼此交错成网格状矩阵，接着将晶粒一颗颗放入，最后固定即成一晶阵，此法具有组装晶阵的同时亦达成表面隔光处理的优点。

虽然网格组装法有着上述种种优点，但实做起来却困难重重：首先是镜面膜材料非常靠近光电倍增管内部的大梯度电场，通常镜面材料是塑料基材，非金属基材；若以金属基材镜面膜组成晶阵，将会因紧临的大电场而累积静电，其形成的电场又将影响光电倍增管的电场梯度，进而削弱其信号。而市面上符合此要件的，仅有3M公司（Minnesota Mining and Manufacturing，明尼苏达矿务及制造业公司）生产的高反射率反射片（Enhanced Specular Reflector, ESR）的VM系列产品，其中VM2000的反射波长频宽较符合所需。然而VM2000不但价格高昂，且属管制材料，造成该镜面膜材料来源取得非常不容易。

其次是激光切割加工问题，由于是塑料基材(如:mylar)，加上厚度很薄，即使用低功率激光加工，也极易烧穿，因此在切梳状沟时，沟的宽度无法太小，最细大多仅能至0.1mm；由于在组装网格时，以梳状沟夹紧另一隔板，而上述规格的不配合，将导致网格结构在组装时过于松散，在安装新一隔板时，已完成组装的隔板随时可能掉落，因此组装费时，不易于晶阵组装工作。此外，在网格结构完成，晶体颗粒放入后，整个晶阵仍处于松散状态，如何固定整体结构使之成为一数组块状个体，工程技术上亦是一大挑战。

综合上述，故，上般已用者无法符合使用者于实际使用时的所需。

实用新型内容

本实用新型主要目的在于，克服已知技艺所遭遇的上述问题并提供一种透过在每个闪烁晶体的表面形成多数个反射层与多数个屏蔽层，并将每个闪烁晶体连接成闪烁晶体数组，可提供高能量辐射能入射进各闪烁晶体后，将中间的光损失降至最少，以使各闪烁晶体达到较高的全反射效果，藉此可使各闪烁晶体充分吸收高能量辐射能的能量后将其转化为可见光或紫外光，以达到提高能量转换率的闪烁晶体数组结构。

为达以上目的，本实用新型一种闪烁晶体数组结构，包括：多数个闪烁晶体；多数个反射层（reflecting layer），设置于每一闪烁晶体的表面；以及多数个屏蔽层（shielding layer），设置于多数个反射层上。