[发明专利]一种三维位置灵敏探测器及其能量校正方法在审
申请号: | 202010529530.0 | 申请日: | 2020-06-11 |
公开(公告)号: | CN111624644A | 公开(公告)日: | 2020-09-04 |
发明(设计)人: | 夏彦;范鹏;杨晓宁;马天予;张磊;刘亚强;沈自才;翟睿琼;冯思亮;富钰;李罡 | 申请(专利权)人: | 北京卫星环境工程研究所 |
主分类号: | G01T1/202 | 分类号: | G01T1/202;G01T7/00 |
代理公司: | 北京志霖恒远知识产权代理事务所(普通合伙) 11435 | 代理人: | 郭栋梁 |
地址: | 100094 *** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 三维 位置 灵敏 探测器 及其 能量 校正 方法 | ||
本发明公开了一种三维位置灵敏探测器的能量校正方法及相应探测器,所述方法包括:生成三维能量校正表;通过所述探测器探测得到入射光子在所述探测器的探测晶体中发生作用的三维位置和发生所述作用后所述探测器探测所得能量;根据所述三维位置查找所述三维能量校正表,得到与所述三维位置对应的三维能量校正参数;利用所述三维能量校正参数和所述探测所得能量,计算获得所述入射光子的能量。所述能量校正方法及相应探测器不但能够校正射线探测器的电子学系统对射线位置的响应依赖关系,也能够校正光子输运过程的射线位置依赖关系,因而有效的提高了三维位置灵敏探测器的能量分辨能力。
技术领域
本发明属于辐射探测技术领域,特别涉及一种三维位置灵敏探测器的能量校正方法及相应的三维位置灵敏探测器。
背景技术
射线的能量大小是射线探测器的主要探测内容之一,能量分辨率是评价射线探测器的主要指标之一。在医学物理成像系统中,能量分辨率直接影响成像质量和医生对疾病的诊断精度;在高能、粒子、天文物理领域应用中,能量分辨率直接影响科研人员对粒子、物理过程及天体特性的认知;在安防及应急探测系统中,能量分辨率直接影响安防工作者等对辐射源类型的判断;在辐射光谱学应用中,能量分辨率直接影响相关工作人员对元素、物质成分的分辨能力和定量精度。
当前,射线探测器通过电子学输出信号的峰值幅度大小或窗口积分信号的幅度大小来表征入射射线的能量。从实际工作的角度出发来考虑所述能量校正,一方面,所述输出信号的峰值幅度大小或窗口积分信号的幅度大小与入射射线的能量在一定的能量范围或者说某一能量段内表现为较好的线性关系,因此在所述能量段,可直接使用电子学输出信号幅度大小表征射线能量大小,而在射线探测器的实际工作过程中,在入射射线与射线探测器内探测晶体发生作用至射线探测器输出信号的过程中通常要经过多次光电、电光信号转换,以及信号放大和其它复杂的信号处理过程,因此所述的线性关系受到诸多因素的影响,从而需要对上述影响因素尽可能全面的考虑与校正后引入能量校正,以提高射线探测器能量分辨率。另一方面,当射线探测器的电子学输出信号接近饱和时,所述电子学输出信号的峰值幅度大小或窗口积分信号的幅度大小与入射射线的能量间的线性关系不再保持,仅仅保持单调关系,这时亦需要通过一定的幅度能量校正方法,校正电子学输出信号幅度,用以更加精确的表征射线能量大小。
目前业内对于所述电子学输出信号的幅度与入射射线能量之间的对应函数关系,通常通过实验精确获取,并被存储为幅度能量查找表,通过在线或离线能量校正算法进行射线能量校正。且业内的主流的射线能量校正方法是存储唯一的幅度能量查找表,对于在射线探测器内不同位置发生作用的射线都通过所述唯一的幅度能量查找表进行能量校正。
而现有的上述方法虽然较之无能量校正的射线探测器技术非常有效的提高了射线能量探测精度,但是上述射线能量校正方法没有考虑到能量校正对射线探测器中的射线发生作用的位置(以下简称为射线位置)的依赖关系,因此没有做到精细化能量校正,从而降低了射线探测器的能量测量精度。而且上述射线能量校正方法没有考虑到在射线探测器工作时,入射射线在射线探测器不同位置发生作用后产生的、不同的次级可见光光子相关的传输过程、光损耗、量子效率等均有所不同,因此在实际工作中,即使入射射线能量相同,只要射线作用位置不同,在探测器上产生的输出信号也具有不同的幅度,采用上述传统的射线能量校正方法仅在一定程度上能够校正饱和效应,而不能对依赖于射线位置的光传输过程进行校正,不够全面与精细。
射线探测器目前主流为用于平面成像或探测平面信号的二维灵敏探测器,前沿技术呈现为将之发展为进行三维成像或探测三维立体对象的三维灵敏探测器的趋势。而在三维灵敏探测器的应用中,三维灵敏探测器的输出信号对射线位置的依赖作用更加突出。上述传统的射线能量校正方法难以适应三维位置灵敏探测器高能量分辨精度的需求。
发明内容
针对上述问题,本发明提供一种三维位置灵敏探测器的能量校正方法,同时提供相应的三维位置灵敏探测器。
本发明提供的三维位置灵敏探测器的能量校正方法包括步骤:
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