[发明专利]光导闪烁体阵列

说明书

本发明公开了一种光导闪烁体阵列，包括多个呈阵列结构拼接的闪烁体基元，光线的沿垂直所述闪烁体基元的横截面方向入射，其特征在于：所述闪烁体基元包括沿横截面方向由中心向外层扩散的第1～第n基层，第1～第n基层材质的折射率逐渐减小。通过上述设置，利用折射率的递减变化，改变部分光线在闪烁体内的传播路径，从而改善光线在闪烁体内部传播过程中由于折射而导致的光能损失问题，实现光的全反射，提高闪烁体的光输出性能。

技术领域

本发明涉及闪烁探测器技术领域，特别是涉及一种光导闪烁体阵列。

背景技术

闪烁探测器是一种电离辐射探测器，被广泛应用于医疗、国防、安检等领域。闪烁体阵列是闪烁探测器的核心组元，它是高能射线与光信号的转化介质，能将高能射线(X射线/γ射线)或带电粒子转换为紫外光或可见光，进而通过光电倍增管等光子探测设备，将光信号转化成电信号，最终将高能射线与被探测物质相互作用的信息以数字信号的形式予以呈现。

在闪烁体阵列的生产制作过程中，首先需要对块状的闪烁介质进行机加工，即将闪烁介质通过切割、磨削等方式加工成若干个小的基元，再将基元填充到模具中，通过灌胶的形式在基元的侧面及阵列的出光面形成反射层。

传统的闪烁陶瓷基元结构如附图1所示，主体通常由闪烁体1(包括单层或多层结构)和反射层2构成。光线在闪烁体1内的传播依靠外层反射层2的反射。光子从出光面出射，需要经过多次闪烁体1与反射层2间的界面反射。光子经过界面反射，会造成能量损失，闪烁体长度越长，损失越大，不利于光子的高效提取。

发明内容

本发明的目的是提供一种光导闪烁体阵列，通过设置折射率的递减实现光子的传播束缚，改变光线的传播路径，减少光线的反射损失。

针对上述问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种光导闪烁体阵列，包括多个呈阵列结构拼接的闪烁体基元，光线沿垂直所述闪烁体基元的横截面方向入射，其特征在于：每个所述的闪烁体基元，其材质的折射率沿其横截面方向由中心向外层逐渐减小。

进一步的，每个所述的闪烁体基元均包括n个由不同材质制成的基层，所述基层包括沿横截面方向由中心逐渐向外层叠加的第1～第n基层；所述第1～第n基层，其材质的折射率阶跃减小，所述n≥2。

进一步的，所述的第1～第n基层的折射率在1.0～3.0之间。

进一步的，所述基层包括基质和掺杂于所述基质中的激活离子；

所述基质的材质为Lu₂O₃透明陶瓷或单晶、Lu₃Al₅O₁₂透明陶瓷或单晶、Y₃Al₅O₁₂透明陶瓷或单晶、(Gd_xLu_1-x)₃(Al_yGa_1-y)₅O₁₂透明陶瓷或单晶、(Y_aLu_bGd_c)₂O₃透明陶瓷或单晶、Gd₂O₂S透明陶瓷或单晶、(Ca_xMg_1-x)₃(Sc_yLu_1-y)₂Si₃O₁₂、NaI(TI)单晶材料、CsI(Na)单晶材料、BaF₂单晶材料、CaF₂(Eu)单晶材料、BGO单晶材料、CdWO₄单晶材料、PbWO₄单晶材料、YAP:Ce单晶材料、GSO：Ce单晶材料、LSO：Ce单晶材料中的一种或几种；其中0＜x＜1，0＜y＜1；0＜a＜1，0＜b＜1，且a+b+c＝1；