半導(dǎo)體輻射探測器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于探測輻射，具體為用于探測X射線輻射或伽馬輻射的探測器、探測方法以及探測計算機程序。本發(fā)明還涉及一種用于生成目標(biāo)的投影數(shù)據(jù)的投影數(shù)據(jù)生成系統(tǒng)、投影數(shù)據(jù)生成方法以及投影數(shù)據(jù)生成計算機程序。
【背景技術(shù)】
[0002]US 2010/0086098A1公開了一種光子計數(shù)CdZnTe(CZT)像素化探測器，所述探測器包括陽極、陰極以及在所述陽極與所述陰極之間的用于將X射線輻射轉(zhuǎn)換成電子和空穴的CZT晶體，其中，所述電子能由所述陽極來收集，并且取決于收集到的電子來生成探測信號。探測器的性能關(guān)鍵受對CZT晶體進行充電的影響，這導(dǎo)致內(nèi)部電場抵消被施加到所述陽極和所述陰極的偏置電壓。通過使用具有一個或多個特定波長的紅外光來減小探測器的這種極化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種允許對極化的改進的減小的探測器、探測方法以及探測計算機程序。本發(fā)明的另外的目的是提供一種用于通過使用所述探測器來生成目標(biāo)的投影數(shù)據(jù)的投影數(shù)據(jù)生成系統(tǒng)、投影數(shù)據(jù)生成方法以及投影數(shù)據(jù)生成計算機程序。在本發(fā)明的第一方面中，提出了一種用于探測輻射的探測器，其中，所述探測器包括:
[0004]-陽極、陰極以及用于將輻射轉(zhuǎn)換成電子和空穴的中間直接轉(zhuǎn)換材料，其中，所述電子能由所述陽極來收集，
[0005]-探測信號生成器，其用于取決于收集到的電子來生成探測信號，
[0006]-照射器，其用于利用為寬帶可見光和/或?qū)拵Ъt外光的照射光來照射所述直接轉(zhuǎn)換材料。
[0007]由于所述照射器不僅利用一個或若干特定波長的或紅外的光，而且利用例如是寬帶紅外光的照射光來照射所述直接轉(zhuǎn)換材料，因此被捕獲的空穴能夠在不同的陷阱能級處被直接激勵。這導(dǎo)致通常相對緩慢地移動的空穴歸因于捕獲和逃逸動作而更快地移動。因此所述空穴能夠更快地移動到所述直接轉(zhuǎn)換材料的外面，使得空穴的凈積累在所述直接轉(zhuǎn)換材料中充電，并且因此能夠減小所述極化，具體為能夠消除或阻止所述極化。此外，所述寬帶紅外照射光能夠使得所述直接轉(zhuǎn)換材料被加熱，這還能夠造成減小的極化，具體為對所述極化的消除或阻止。如果使用寬帶可見光，則所述照射光創(chuàng)建移入到所捕獲的空穴的電子，其中，所述極化能夠被減小，具體為通過所述電子與所述空穴的重新組合而被消除。
[0008]所述直接轉(zhuǎn)換材料優(yōu)選地是如CdTe晶體或CZT晶體的直接轉(zhuǎn)換晶體。所述直接轉(zhuǎn)換材料優(yōu)選地適于將X射線輻射和/或伽馬輻射轉(zhuǎn)換成電子和空穴。
[0009]所述照射器和所述陰極優(yōu)選地適于使得所述直接轉(zhuǎn)換材料被利用所述照射光通過所述陰極來照射。所述陰極可以由對于所述照射光透明的陰極材料制成，和/或所述陰極可以包括開口，所述直接轉(zhuǎn)換材料能通過所述開口而被所述照射光照射。
[0010]所述光源和所述陰極優(yōu)選地適于使得所述直接轉(zhuǎn)換材料被均勻地照射。為了提供基本均勻的照射，所述照射器可以包括:光源，其用于提供所述照射光；以及光引導(dǎo)元件，其用于引導(dǎo)所述照射光使得所述直接轉(zhuǎn)換材料通過所述陰極被所述照射光基本均勻地照射。所述光引導(dǎo)元件可以是光分布元件，所述光分布元件是用于使所述照射光在穿過所述陰極之前散射和/或衍射的散射元件和/或衍射元件。具體地，所述光分布元件可以是衍射板和/或散射板，所述光源的所述照射光能夠被耦合到所述衍射板和/或所述散射板中，并且所述照射光能夠從所述衍射板和/或所述散射板基本均勻地耦合出。優(yōu)選地，所述光分布元件被布置在所述陰極上。
[0011 ] 所述直接轉(zhuǎn)換材料優(yōu)選地包括入射表面，要被探測的所述輻射通過所述入射表面進入所述直接轉(zhuǎn)換材料，其中，所述照射器包括用于提供所述照射光的光源，其中，所述光分布元件和所述光源適于使得所述照射光被耦合到所述光分布元件中，并且所述光源被布置在所述入射表面的旁邊，使得所述光源不阻止要被探測的所述輻射到達所述直接轉(zhuǎn)換材料，其中，所述光分布元件包括用于將光朝向所述陰極耦合出所述光分布元件的光學(xué)結(jié)構(gòu)，其中，所述陰極包括開口，并且其中，所述光分布元件和所述陰極適于使得所述光分布元件的所述光學(xué)結(jié)構(gòu)和所述陰極的所述開口彼此對齊。所述開口和所述光學(xué)結(jié)構(gòu)優(yōu)選地被沿所述入射表面均勻分布，使得能夠提供所述照射光對所述直接轉(zhuǎn)換材料的基本均勻的照射。
[0012]在另外的實施例中，所述直接轉(zhuǎn)換材料包括入射表面，要被探測的所述輻射通過所述入射表面進入所述直接轉(zhuǎn)換材料，其中，所述陰極被布置在所述入射表面上，并且其中，所述照射器適于使得所述直接轉(zhuǎn)換材料由所述照射光在相對于所述入射表面傾斜的照射方向上照射。因此，在該實施例中，所述照射方向不平行且不垂直于所述入射表面。此夕卜，在該實施例中，所述照射器可以包括至少兩個光源，所述至少兩個光源用于從不同的照射方向照射所述入射表面。例如，能夠從所述探測器的兩個相對側(cè)照射所述入射表面。這允許由所述照射光來照射所述直接轉(zhuǎn)換材料，而不必將所述照射器的部分布置在所述入射表面上。因此所述照射器能夠被構(gòu)建，而不考慮與要被探測的所述輻射的相互作用，尤其是與X射線輻射或伽馬輻射的相互作用。
[0013]在另外的優(yōu)選實施例中，所述直接轉(zhuǎn)換材料包括入射表面，所述輻射通過所述入射表面進入所述直接轉(zhuǎn)換材料，其中，所述陰極被布置在所述入射表面上，并且其中，所述照射器包括在所述陰極上的光源，所述光源對于要被探測的所述輻射是透明的。此外，所述光源優(yōu)選地包括至少兩個電極以及中間光發(fā)射材料，其中，所述光發(fā)射材料適于使得在電壓被施加到所述至少兩個電極的情況下所述光發(fā)射材料發(fā)射光，其中，所述光源的所述電極中的一個由所述入射表面上的所述陰極形成。所述光源優(yōu)選地是有機光發(fā)射設(shè)備(OLED)或者另一光發(fā)射設(shè)備。這允許對包括所述照射器的所述探測器的非常緊湊的構(gòu)建。
[0014]在另外的實施例中，所述照射器是單獨的元件，使得所述照射器能相對于所述陽極、所述陰極以及所述直接轉(zhuǎn)換材料移動。在所述探測器由投影數(shù)據(jù)生成系統(tǒng)用于生成目標(biāo)的投影數(shù)據(jù)的情況下，這種分離是特別有用的，其中，所述系統(tǒng)包括:輻射源，其用于提供用于穿過所述目標(biāo)的輻射；以及所述探測器，其用于在所述輻射已經(jīng)穿過所述目標(biāo)之后探測所述輻射，并且用于取決于探測到的輻射來生成探測信號，其中，所述投影數(shù)據(jù)是基于所生成的探測信號而生成的，并且其中，所述系統(tǒng)還包括轉(zhuǎn)子和定子，其中，所述轉(zhuǎn)子能關(guān)于所述定子旋轉(zhuǎn)。在該范例中，所述輻射源以及所述探測器的所述陽極、所述陰極和所述直接轉(zhuǎn)換材料能夠被安裝在所述轉(zhuǎn)子上，并且所述探測器的單獨的照射器能夠被安裝在所述定子上，其中，所述照射器能夠適于照射所述投影數(shù)據(jù)生成系統(tǒng)的整個圓形區(qū)域，所述陰極在被旋轉(zhuǎn)時被移動通過所述圓形區(qū)域。因此，可以不必將所述照射器與所述探測器一起旋轉(zhuǎn)，這能夠簡化在所述轉(zhuǎn)子上對所述探測器的構(gòu)建。
[0015]在優(yōu)選實施例中，所述照射器適于以強度調(diào)制模式(具體為脈沖模式)來照射所述直接轉(zhuǎn)換材料。此外，所述照射器和所述探測信號生成器可以適于使得在某時處，所述直接轉(zhuǎn)換材料由光照射或者生成探測信號。這能夠減小所述照射光對所生成的探測信號的通?？赡艿牟焕绊?。具體地，脈沖照射光和對諸如所述X射線輻射或所述伽馬輻射的所述輻射的所述探測能夠被同步，使得所生成的探測信號不具有來自所述照射光的任何貢獻，從而提高所述探測信號的質(zhì)量。在另一實施例中，所述照射器能夠適于以連續(xù)模式來照射所述直接轉(zhuǎn)換材料。
[0016]所述照射器可以適于取決于所生成的探測信號來照射所述直接轉(zhuǎn)換材料。例如，所述照射器能夠適于以脈沖模式照射所述直接轉(zhuǎn)換材料，其中，所述照射器能夠適于使得由光脈沖照射所述直接轉(zhuǎn)換材料的時間和/或所述光脈沖的強度取決于所生成的探測信號。具體地，所述照射器能夠適于隨著如由所述探測信號指示的X射線強度的增加來增加脈沖頻率。這種取決于所生成的探測信號的、對于所述照射光對所述直接轉(zhuǎn)換材料的照射的控制能夠引起所述照射光的經(jīng)改進的照射。所述照射器還能夠適于取決于由諸如X射線輻射源或核輻射源的輻射源發(fā)射的輻射來照射所述直接轉(zhuǎn)換材料。所述輻射源可以向所述探測器提供指示例如輻射通量的信號，其中，所述照射器能夠適于取決于所述輻射通量來照射所述直接轉(zhuǎn)換材料。所述照射對由所述輻射源提供的信號的相關(guān)性，和/或尤其是所生成的探測信號對所述輻射通量的相關(guān)性，能夠是預(yù)定義的并且能夠被存儲在查找表中。能夠通過使用校準(zhǔn)測量結(jié)果來預(yù)定義該相關(guān)性，其中，如照射光強度、照射光脈沖的時間等的照射參數(shù)被選擇，使得對于所述輻射源的至少一個給定的各自的參數(shù)(如所述輻射通量)和/或?qū)τ诟髯缘乃傻奶綔y信號，對極化的減小被最大化。
[0017]所述探測器還優(yōu)選地包括極化程度確定單元，所述極化程度確定單元用于確定指示所述直接轉(zhuǎn)換材料的極化的程度的極化程度值，其中，所述照射器適于取決于所述極化程度值來照射所述直接轉(zhuǎn)換材料。具體地，所述極化程度確定單元適于測量電子從所述陰極移動到所述陽極所需要的時間，并且適于取決于測得的時間來確定所述極化程度值。例如，所述極化程度確定單元能夠適于在能夠被認為是飛行時間的測得的時間較長的情況下確定指示較大極化的極化程度值，并且適于在測得的時間較小的情況下確定指示較小極化的極化程度值。為了測量所述飛行時間，所述陰極優(yōu)選地被利用可見光來照射，僅靠近所述陰極生成電子。因此，為了對所述電子在所述陰極處生成的生成時間進行定義，能夠由所述照射器提供發(fā)射照射光的時間，其中，該生成時間能夠與測得的所述電子到達所述陽極的時間一起由所述探測信號生成器用于確定所述飛行時間，并且因此確定所述極化程度值。因此能夠確定所述直接轉(zhuǎn)換材料的極化的程度，而不必要求額外的部件來測量所述極化。此外，通過取決于所確定的極化程度值來照射所述直接轉(zhuǎn)換材料，所述照射光的照射能夠適于在所述直接轉(zhuǎn)換材料之內(nèi)的實際當(dāng)前極化，這允許進一步改進的照射，以及因此的進一步提1?的極化減小O
[0018]在優(yōu)選實施例中，所述探測器還包括探測值確定單元和探測值校正