[发明专利]可提升探测效率的闪烁探测器及其探测方法

权利要求书

1.一种可提升探测效率的闪烁探测器，包括闪烁体器件、光收集器件与光电转换器件，其特征在于：

所述闪烁体器件包括至少一层激光晶体(1)或类激光晶体；

所述激光晶体(1)或类激光晶体在辐射粒子束(2)激发下发射荧光，其一侧为光接收端面，另一侧为光出射端面；

所述光接收端面镀全反射膜(3)，所述光出射端面镀部分反射膜(4)或部分反射镜，使得光接收端面和光出射端面间构成F-P谐振腔。

2.根据权利要求1所述可提升探测效率的闪烁探测器，其特征在于：

所述激光晶体(1)或类激光晶体的层数为一层；

所述闪烁体器件还包括与激光晶体(1)或类激光晶体平行贴合的一层普通闪烁体(5)；

所述普通闪烁体(5)需满足：

1)普通闪烁体(5)发光光谱可覆盖激光晶体(1)或类激光晶体部分或者全部的增益发光谱；

2)普通闪烁体(5)在辐射粒子束(2)激发下发光衰减时间短于激光晶体(1)或类激光晶体的发光衰减时间；

3)普通闪烁体(5)的厚度小于激光晶体(1)或类激光晶体的厚度；

所述普通闪烁体(5)远离激光晶体(1)或类激光晶体的一侧为光接收端面，所述激光晶体(1)或类激光晶体远离普通闪烁体(5)的一侧为光出射端面；

所述光接收端面镀全反射膜(3)，所述光出射端面镀部分反射膜(4)或部分反射镜。

3.根据权利要求2所述可提升探测效率的闪烁探测器，其特征在于：

所述激光晶体(1)或类激光晶体与普通闪烁体(5)之间设置有二向色介质膜(6)。

4.根据权利要求1所述可提升探测效率的闪烁探测器，其特征在于：

所述激光晶体(1)或类激光晶体的层数为二层；

所述闪烁体器件还包括设置在两层激光晶体(1)或类激光晶体之间的一层普通闪烁体(5)；

其中一层激光晶体(1)或类激光晶体远离普通闪烁体(5)的一侧为光接收端面，另一层激光晶体(1)或类激光晶体远离普通闪烁体(5)的一侧为光出射端面；

所述光接收端面镀全反射膜(3)，所述光出射端面镀部分反射膜或部分反射镜(4)。

5.根据权利要求4所述可提升探测效率的闪烁探测器，其特征在于：

所述普通闪烁体(5)与两侧相邻的激光晶体(1)或类激光晶体之间均设置二向色介质膜(6)。

6.根据权利要求5所述可提升探测效率的闪烁探测器，其特征在于：

所述普通闪烁体(5)发光中心波长或发光光谱在所述激光晶体(1)或类激光晶体吸收光谱范围内。

7.根据权利要求1至6任一所述可提升探测效率的闪烁探测器，其特征在于：所述激光晶体(1)或类激光晶体采用四能级系统。

8.根据权利要求7所述可提升探测效率的闪烁探测器，其特征在于：

所述激光晶体(1)或类激光晶体采用Yb:YAG或Cr:LiSAF或Nd:YAG或Ce:YAP。

9.基于权利要求1所述的可提升探测效率的闪烁探测器的探测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)辐射粒子束经闪烁体器件光接收端面的全反射膜后进入激光晶体或类激光晶体，激光晶体或类激光晶体在辐射粒子束激发下发射荧光；

步骤2)所激发的荧光在激光晶体或类激光晶体的光接收端面的全反射膜和光出射端面的部分反射膜或部分反射镜之间进行F-P谐振；

步骤3)F-P谐振后的荧光从光出射端面的部分反射膜或部分反射镜出射；

步骤4)对出射的荧光进行收集及光电转换。

10.根据权利要求9所述的可提升探测效率的闪烁探测器的探测方法，其特征在于，包括以下步骤：

所述步骤1)为，辐射粒子束经闪烁体器件光接收端面的全反射膜后首先进入普通闪烁体，进入普通闪烁体内的光作为泵浦光再进入激光晶体或类激光晶体，激光晶体或类激光晶体在泵浦光的激发下发射荧光。