[发明专利]一种带有时间门控的多通道硬X射线成像探测器

权利要求书

1.一种带有时间门控的多通道硬X射线成像探测器，其特征在于：包括主要由探测器框体(1)、射线滤窗(2)和荧光屏(5)共同围设而成密封的真空腔体(7)，均设于所述真空腔体(7)内的多通道硬X射线探测光阴极(3)和微通道板(4)，以及脉冲高压电源(6)；

所述射线滤窗(2)、所述多通道硬X射线探测光阴极(3)、所述微通道板(4)和所述荧光屏(5)依次平行排列，并且所述射线滤窗(2)和所述荧光屏(5)分别位于所述真空腔体(7)的前端和后端；所述射线滤窗(2)用于接受射线照射时让硬X射线穿过并射入所述真空腔体(7)内，同时屏蔽软X射线及β射线，所述多通道硬X射线探测光阴极(3)用于探测穿过所述射线滤窗(2)进入到所述真空腔体(7)的硬X射线，同时将所探测到的硬X射线信号转换为电子信号输出，所述微通道板(4)用于对来自多通道硬X射线探测光阴极(3)的电子进行增益，所述荧光屏(5)用于将经过微通道板(4)增益后的电子信号转换成可见光信号；

所述脉冲高压电源(6)位于所述真空腔体(7)外，并分别与所述多通道硬X射线探测光阴极(3)、所述微通道板(4)和所述荧光屏(5)电连接，用于为所述多通道硬X射线探测光阴极(3)和所述微通道板(4)提供工作电压，同时，所述脉冲高压电源(6)还在所述多通道硬X射线探测光阴极(3)和所述微通道板(4)之间、以及在所述微通道板(4)和所述荧光屏(5)之间加载电压，所加载电压起引导电子传播、以及增加电子能量从而增强可见光信号的作用。

2.根据权利要求1所述的一种带有时间门控的多通道硬X射线成像探测器，其特征在于：所述真空腔体(7)的真空度高于1×10^-2Pa，所述射线滤窗(2)为钛窗或铍窗，并且厚度为0.1mm-1mm。

3.根据权利要求2所述的一种带有时间门控的多通道硬X射线成像探测器，其特征在于：所述多通道硬X射线探测光阴极(3)包括在硬X射线光子照射下与该照射的硬X射线光子发生作用产生初级光电子的阴极基底(31)，以及等距陈列于所述阴极基底(31)上的两个以上阴极通道(32)，每个所述阴极通道(32)内壁上均设有一层碱金属镀层(33)，所有所述阴极通道(32)均为贯穿所述阴极基底(31)正反两面的贯穿性孔道，当产生于所述阴极基底(31)上的初级光电子到达所述阴极通道(32)时将电离该阴极通道(32)内壁上的碱金属镀层(33)从而产生低能二级电子，并且所述二级电子在该阴极通道(32)内经过雪崩放大后在所述多通道硬X射线探测光阴极(3)和所述微通道板(4)之间的电压作用下来到所述所述微通道板(4)；所有所述阴极通道(32)的直径相同，为3μm-30μm，所有相邻的所述阴极通道(32)之间的间距相同，为5μm-35μm，并且所有所述阴极通道(32)与所述阴极基底(31)的法线之间的夹角一致，为0.1°-15°。

4.根据权利要求3所述的一种带有时间门控的多通道硬X射线成像探测器，其特征在于：所述阴极基底(31)的成份为Pb、Si和O元素，其中铅元素的质量百分比不低于40％。

5.根据权利要求4所述的一种带有时间门控的多通道硬X射线成像探测器，其特征在于：所述多通道硬X射线探测光阴极(3)的工作增益为5-100，所述阴极基底(31)的厚度为0.5mm-3mm，所述二级电子为能量小于50eV的电子，所述碱金属镀层(33)为金属Na镀层或金属K镀层。

6.根据权利要求5所述的一种带有时间门控的多通道硬X射线成像探测器，其特征在于：所述多通道硬X射线探测光阴极(3)与所述射线滤窗(2)之间的距离为1mm-30mm，所述微通道板(4)和所述多通道硬X射线探测光阴极(3)之间的距离为0.3mm-2mm，所述荧光屏(5)和所述微通道板(4)之间的距离为0.8mm-3mm。

7.根据权利要求6所述的一种带有时间门控的多通道硬X射线成像探测器，其特征在于：所述微通道板(4)的厚度为0.4mm-2mm，并且其对电子的增益为200-10000；所述荧光屏(5)上的荧光粉层位于所述真空腔体(7)内，该荧光粉层的厚度为3μm-8μm，并且该荧光粉层所采用的荧光粉为P11型荧光粉或P46型荧光粉。