[发明专利]波长偏移片耦合的闪烁检测器

说明书

本说明书描述一种X射线检测器，该X射线检测器包括：至少一个闪烁体屏幕，用于吸收入射的X射线并发射相应的光射线；波长偏移片(WSS)，其与至少一个闪烁体屏幕耦合，用于使所发射的光射线偏移；至少一根波长偏移光纤(WSF)，其与WSS的至少一个边缘耦合，用于收集偏移的光射线；以及光电检测器，用于检测所收集的光射线。

交叉引用

本说明书基于2018年6月20日提交的题为“波长偏移片闪烁检测器”的美国专利临时申请第62/687,550号的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

另外，本说明书涉及于2019年1月8日提交的美国专利申请号16/242,163，其是2017年4月18日提交的标题为“使用波长偏移光纤耦合的闪烁检测器的光谱鉴别”的美国专利申请号15/490,787的延续，而其又是美国专利号9,658,343(“'343专利”)的分案申请，其相同标题的申请于2016年2月23日提交并于2017年5月23日授权。'343专利是2013年2月4日提交并于2016年3月15日授权的具有相同标题的美国专利号9,285,488('488专利)的延续。'488专利又要求以下申请的优先权：

2012年3月6日提交的标题为“使用波长偏移光纤耦合的检测器进行X射线检查”的美国临时专利申请号61/607,066。

2012年2月14日提交的标题为“具有波长偏移光纤读出的分布式X射线闪烁检测器”的美国临时专利申请号61/598,521。

2012年2月14日提交的标题为“使用波长偏移光纤耦合的检测器进行X射线检查”的美国临时专利申请号61/598,576。

上述申请通过引用整体并入本文。

技术领域

本说明书总体上涉及波长偏移闪烁检测器，并且更具体地涉及一种在飞点透射成像系统中使用的波长偏移片检测器。

背景技术

在过去的30年中，已经使用了辐射和粒子的光纤耦合的闪烁检测器。在某些情况下，闪烁体是像素化的，由离散的闪烁体元素组成，并且在其他情况下，采用其他策略(例如正交交叉耦合的光纤)以提供空间分辨率。光纤耦合的闪烁检测器的示例由美国专利第6,078,052号(授予DiFilippo)和第7,326,933号(授予Katagiri等人)提供，这两个专利均通过引用并入本文。DiFilippo和Katagiri等人描述的检测器采用波长偏移光纤(WSF)，以便可以以低衰减将光纤纤芯材料发出的光传导到通常位于远离闪烁体本身的方便位置的光电检测器。空间分辨率在诸如中子成像的应用中具有特殊价值。在费米大面积空间望远镜(以前为GLAST)中，空间分辨率也是至关重要的，在该望远镜中，高效的分段闪烁检测器采用WSF读出来检测高能宇宙射线，如Moiseev等人所述的：用于GLAST大面积望远镜的波长偏移光纤读出的高效塑料闪烁体检测器(High efficiency plastic scintillatordetedcor with wavelength-shifting fiber readout for the GLAST Large AreaTelescope)，Nucl.Instr Meth Phys.Res.A，卷583，372-81页(2007)，其通过引用并入本文。

在图1A的侧视截面图和图1B的前视截面图中示出常规的闪烁检测器100。这种检测器的示例在美国专利第5,302,817号(授予Yokota)中有所描述，在此引用作为参考。通常，不透光的盒子102衬有闪烁屏幕103，在闪烁屏幕103处，入射的X射线辐射101被转换成闪烁光，该闪烁光通常在电磁(EM)光谱的UV、可见或更长波长部分中。大光电阴极面积光电倍增管(PMT)105耦合以经由舷窗108接收闪烁光。一个问题在于，一部分来自屏幕的闪烁光从屏幕透射到封闭的空间中。剩余的闪烁光在屏幕材料中丢失。闪烁屏幕103被设计为使发射的光的部分最大化，这等于确保对于屏幕103与填充检测器空间的介质(通常是空气)之间的界面的大透射系数T。