Способ формирования структурированного сцинтиллятора на поверхности пикселированного фотоприемника (варианты) и сцинтилляционный детектор, полученнный данным способом (варианты)



Способ формирования структурированного сцинтиллятора на поверхности пикселированного фотоприемника (варианты) и сцинтилляционный детектор, полученнный данным способом (варианты)
Способ формирования структурированного сцинтиллятора на поверхности пикселированного фотоприемника (варианты) и сцинтилляционный детектор, полученнный данным способом (варианты)
Способ формирования структурированного сцинтиллятора на поверхности пикселированного фотоприемника (варианты) и сцинтилляционный детектор, полученнный данным способом (варианты)
Способ формирования структурированного сцинтиллятора на поверхности пикселированного фотоприемника (варианты) и сцинтилляционный детектор, полученнный данным способом (варианты)
Способ формирования структурированного сцинтиллятора на поверхности пикселированного фотоприемника (варианты) и сцинтилляционный детектор, полученнный данным способом (варианты)
Способ формирования структурированного сцинтиллятора на поверхности пикселированного фотоприемника (варианты) и сцинтилляционный детектор, полученнный данным способом (варианты)
Способ формирования структурированного сцинтиллятора на поверхности пикселированного фотоприемника (варианты) и сцинтилляционный детектор, полученнный данным способом (варианты)
Способ формирования структурированного сцинтиллятора на поверхности пикселированного фотоприемника (варианты) и сцинтилляционный детектор, полученнный данным способом (варианты)
Способ формирования структурированного сцинтиллятора на поверхности пикселированного фотоприемника (варианты) и сцинтилляционный детектор, полученнный данным способом (варианты)

 


Владельцы патента RU 2532645:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "МТ" (ООО "НТЦ-МТ") (RU)

Изобретение относится к способам нанесения люминесцентных покрытий на экраны, с помощью которых регистрируется и/или преобразуется изображение, в частности к способам формирования структурированного сцинтиллятора на поверхности фотоприемника, предназначенного для регистрации рентгеновского или гамма-излучения. Сущность изобретения заключается в том, что в способе формирования структурированного сцинтиллятора на поверхности пикселированного фотоприёмника формируют, по меньшей мере, один структурный элемент непосредственно на фоточувствительной зоне поверхности фотоприёмника, материал которого наносят посредством двухкоординатного или трёхкоординатного устройства дискретного нанесения однородных жидких или гетерогенных веществ. Технический результат - повышение технологичности при одновременном расширении области применения. 4 н. и 27 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Предлагаемая группа изобретений относится к способам нанесения люминесцентных покрытий на экраны, с помощью которых регистрируется и/или преобразуется изображение, в частности к способам формирования структурированного сцинтиллятора на поверхности фотоприемника, предназначенного для регистрации рентгеновского или гамма-излучения, в дальнейшем именуемые как регистрируемое излучение, а также к устройствам получения рентгеновского изображения или изображения, полученного при регистрации гамма-излучения, в частности к устройствам для рентгеновской маммографии и томосинтеза.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Для построения цифровых рентгеновских детекторов, в том числе в маммографии, применяются т.н. «плоскопанельные» детекторы видимого изображения, которые регистрируют конвертированное рентгеновское изображение («тень») исследуемого объекта. Такие детекторы на плоских панелях, представляют собой полноформатный пространственный (матричный) сенсор изображения с масштабом преобразования 1:1.

Непосредственно фотодетектор обладает высокой чувствительностью в диапазоне длин волн видимого света (в пределах около 400-700 нм), но к рентгеновскому излучению, как правило, нечувствителен. Соответственно, для конвертирования рентгеновского изображения в видимое применяются т.н. сцинтилляционные экраны (сцинтилляторы), которые строятся на базе люминофорных покрытий различной эффективности и рассеивающих характеристик. Такой экран физически апплицируется (пристыковывается) к фотоприемнику, образуя стек преобразования «изображение - электрический сигнал». Сигнал, в свою очередь, преобразуется в цифровую форму и передается на обработку и визуализацию.

Существенной проблемой стека «экран-фотоприемник» является оптическое рассеяние, приводящее к засветке частичных зон изображения (пикселов) светом соседних зон. Уровень такой паразитной засветки определяется такими факторами, как:

- характеристики направленности светимости экрана (апертура);

- расстояние между поверхностями экрана и фотоприемника в стеке.

Также, дополнительное снижение контраста вызывается внутренними переотражениями в сцинтилляторе.

Одной из технически сложных и технологически трудоемких задач является точное совмещение структуры матричного фотоприемника со структурой, разбитой на пиксельные зоны, сцинтилляционного экрана. Оборудование, необходимое для задач такого совмещения, и стоимость его амортизации значительно повышают себестоимость продукта, построенного на структурированных люминофорах.

Также, формирование специализированных перегородок в сцинтилляторе является дорогим и крайне высокотехнологичным процессом, требующим использования дорогого оборудования и квалифицированного персонала.

Из уровня техники известен детектор со структурированной формой сцинтиллятора, и способ нанесения указанного сцинтиллятора на поверхность фотоприемника методом шелкографической печати (JP 2002-139568, CANON KK, G01T 1/20, опубл. 17.05.02, прототип). Недостатком известного способа является то, что он требует предварительного изготовления сетки, согласованной с размерами пикселей фотоприемника и, следовательно, прецизионной процедуры совмещения при процессе нанесения люминофора. Данное изобретение фактически ограничивает минимальный размер пикселя, наносимого на фотоприемник, 150-200 мкм, соответствующего ограничению разрешению шелкографического процесса. В целом, способы печати, описанные в вышеупомянутом патенте, являются т.н. интегральными, т.е. направленными на получение структурной матрицы сцинтиллятора в едином цикле без возможности формирования каждого (или одного) элемента структуры отдельно.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Общей задачей группы изобретений и требуемым техническим результатом, достигаемым при использовании группы изобретений, является разработка нового способа формирования структурированного сцинтиллятора на поверхности пикселированного фотоприемника и сцинтилляционный детектор, полученный данным способом, а также повышение технологичности при одновременном расширении области применения.

Поставленная задача и требуемый технический результат при использовании группы изобретений достигаются тем, что способ (вариант 1) формирования структурированного сцинтиллятора на поверхности пикселированного фотоприемника, в котором, согласно изобретению, формируют, по меньше мере, один структурный элемент непосредственно на поверхности фотоприемника, материал которого наносят посредством двухкоординатного или трехкоординатного устройства дискретного нанесения жидких или гетерогенных веществ. При этом используют устройство, содержащее, по меньшей мере, одну печатающую головку, согласованную со строением пикселей фотоприемника, каждый из которых имеет фоточувствительную зону.

В дополнительном аспекте изобретение характеризуется тем, что в процессе нанесения формируют гетерогенные по высоте структурные элементы.

В еще одном дополнительном аспекте изобретение характеризуется тем, что материал каждого из структурных элементов наносят, по меньшей мере, за один проход печатающей головки или дискретного (то есть позволяющего формировать минимальную часть изображения отдельно, а не все полностью) печатающего устройства.

В еще одном дополнительном аспекте изобретение характеризуется тем, что регулируют количество наносимого материала и формируют сцинтилляционные структурные элементы, предпочтительно, на чувствительной зоне пикселя, при этом используют материал, включающий, по меньшей мере, одну люминофорную композицию.

В еще одном дополнительном аспекте изобретение характеризуется тем, что в процессе нанесения формируют полусферическую, параболическую, цилиндрическую, форму усеченной пирамиды и, в общем случае, кусочно-непрерывную поверхность второго или большего порядка или комбинированную форму элементов.

В еще одном дополнительном аспекте изобретение характеризуется тем, что используют печатающую головку с соплом по форме, согласованной со строением пикселей фотоприемника.

В еще одном дополнительном аспекте изобретение характеризуется тем, что дополнительно формируют структурные элементы из, по меньшей мере, одного материала, поглощающего регистрируемое излучение, между чувствительными зонами пикселей.

В еще одном дополнительном аспекте изобретение характеризуется тем, что наносят материал, поглощающий регистрируемое излучение, после формирования сцинтилляционных структурных элементов или наносят материал сцинтиляционных структурных элементов после формирования структурных элементов из материала, поглощающего регистрируемое излучение, или наносят поочередно материал сцинтилляционных структурных элементов и материал, поглощающий регистрируемое излучение.

В еще одном дополнительном аспекте изобретение характеризуется тем, что каждый структурный элемент или, по меньшей мере, их часть формируют отдельно от других.

В еще одном дополнительном аспекте изобретение характеризуется тем, что поверхность сцинтиллятора, предпочтительно поверхность сцинтилляционных структурных элементов, покрывают, по меньшей мере, одним слоем отражающего покрытия.

В еще одном дополнительном аспекте изобретение характеризуется тем, что формируют структурные элементы, имеющие локально отличающиеся оптико-физические параметры по плоскости всего фотоприемника для компенсации нелинейности и неоднородности чувствительности выходного сигнала фотоприемника.

Поставленная задача и требуемый технический результат при использовании группы изобретений также достигаются тем, что сцинтилляционный детектор (вариант 1) содержит, по меньшей мере, один фотоприемник с матрицей пикселей, каждый из которых имеет фоточувствительную зону, и сцинтиллятор, содержащий, по меньшей мере, один структурный элемент, выполненный предложенным способом по 1 варианту.

Поставленная задача и требуемый технический результат при использовании группы изобретений также достигаются тем, что способ (вариант 2) формирования структурированного сцинтиллятора на поверхности пикселированного фотоприемника, в котором, согласно изобретению, формируют, по меньше мере, один структурный элемент непосредственно на поверхности фотоприемника, предварительно сегментированной гидрофобным изолирующим покрытием, соответствующим межпиксельным нечувствительным зонам, таким образом, что геометрические очертания нанесения материала структурного элемента формируются под действием сил поверхностного натяжения границы гидрофобно-гидрофильного участков поверхности фотоприемника.

В дополнительном аспекте изобретение характеризуется тем, что дополнительно наносят гидрофильный материал на чувствительные зоны пикселей.

В еще одном дополнительном аспекте изобретение характеризуется тем, что нанесение материла структурного элемента осуществляют путем погружения фотоприемника в указанный материал или путем залива поверхности фотоприемника указанным материалом, обеспечивающих согласованную высадку (седиментацию) люминофорного материала на поверхность фотоприемника, или посредством двухкоординатного или трехкоординатного устройства дискретного нанесения жидких или гетерогенных веществ, при этом в качестве материала элемента фотоприемника используют, по меньшей мере, одну люминофорную композицию.

В еще одном дополнительном аспекте изобретение характеризуется тем, что дополнительно формируют структурные элементы из, по меньшей мере, одного материала, поглощающего регистрируемое излучение, предпочтительно между чувствительными зонами пикселей, причем для их формирования используют двухкоординатное или трехкоординатное устройство дискретного нанесения однородных жидких или гетерогенных веществ, содержащее, по меньшей мере, одну печатающую головку, согласованную со строением пикселей фотоприемника, каждый из которых имеет фоточувствительную зону.

В еще одном дополнительном аспекте изобретение характеризуется тем, что каждый структурный элемент формируют или, по меньшей мере, их часть формируют отдельно от других.

В еще одном дополнительном аспекте изобретение характеризуется тем, что поверхность сцинтиллятора, предпочтительно, поверхность сцинтилляционных структурных элементов покрывают, по меньшей мере, одним слоем отражающего покрытия.

В еще одном дополнительном аспекте изобретение характеризуется тем, что формируют структурные элементы, имеющие локально отличающиеся оптико-физические параметры по плоскости всего фотоприемника для компенсации нелинейности и неоднородности чувствительности выходного сигнала фотоприемника.

Поставленная задача и требуемый технический результат при использовании группы изобретений также достигаются тем, что сцинтилляционный детектор (вариант 2) содержит, по меньшей мере, один фотоприемник с матрицей пикселей, каждый из которых имеет фоточувствительную зону, и сцинтиллятор, содержащий, по меньшей мере, один структурный элемент, выполненный предложенным способом по 2 варианту.

Отличительной особенностью предлагаемой группы изобретений является новый способ формирования структурированного сцинтиллятора на поверхности пикселированного фотоприемника, в котором, в частности, используют двухкоординатное или трехкоординатное устройство дискретного нанесения однородных жидких или гетерогенных веществ для нанесения непосредственно на поверхности фотоприемника материала, по меньшей мере, одного элемента структуры сцинтиллятора, что повышает технологичность предложенного способа, позволяющего формировать множество различных конструкций сцинтиллятора, структурные элементы различной формы с различной гетерогенной структурой, а также наносить и совмещать сцинтилляционные структуры на непериодических или разноразмерных фотоприемных матрицах, одновременно расширяя тем самым область его применения. Основным преимуществом предлагаемого способа является возможность перманентного устранения необходимости точного совмещения пикселированных сцинтиллирующих структур с матрицей фотодетекторов. Совмещение структуры сцинтиллятора и матрицы фотодетектора осуществляется непосредственно во время формирования сцинтилляционного экрана, что позволяет повысить технологичность формирования структурированного сцинтиллятора на поверхности пикселированного фотоприемника. Полученный предложенным способом сцинтиллятор выполнен в виде структурированной совокупности изолированных друг от друга элементов, сформированных на поверхности фоточувствительной зоны пиксела фотоприемника. Локальное и изолированное расположение каждого сцинтилляционного элемента относительно других сцинтилляционных элементов обеспечивает их оптическое разделение на уровне сцинтиллятора, даже на пикселях малого размера, что в свою очередь позволяет избежать попадания световых квантов из одной чувствительной зоны пиксела фотоприемника в другой соседний, т.е. позволяет устранить эффект рассеивания между соседними пикселами.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На Фиг.1 изображен общий вид структуры сцинтиллятора и ее ориентация по отношению к фотоприемнику и источнику регистрируемого излучения.

На Фиг.2 изображен фрагмент элемента сцинтиллятора и ход переотражения лучей внутри него.

На Фиг.3 изображен процесс формирования структуры сцинтиллятора (снизу-вверх), где A - формирование первого слоя люминофора; B - начало нанесения материала перегородок; C - нанесение второго слоя люминофора и материала перегородок; D - нанесение третьего слоя люминофора и перегородок; E - конечный вид структурированного сцинтилляционного покрытия (поперечный разрез).

На Фиг.4 изображены различные варианты формы (А) и состава (В) элементов сцинтиллятора.

На Фиг.5 изображено перемещение печатающей головки над поверхностью фотоприемника в процессе нанесения материала сцинтиллятора.

На Фиг.6 изображен способ формирования структуры люминофора путем селекции поверхности матричного фотоприемника на гидрофобные и гидрофильные зоны.

На Фиг.7 изображена схема формирования сцинтиллятора на основе, размеченной гидрофобной сеткой.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предлагаемый способ по 1 и 2 вариантам включает в себя процессы нанесения (печати) дискретным способом, позволяющим формировать каждый элемент структуры сцинтиллятора (или только один или группу) отдельно. Такой способ можно обозначить как дискретный (или цифровой), как не требующий предварительного изготовления шаблонов или масок. Одним из основных преимуществ предлагаемого способа по 1 и 2 вариантам, повышающим его технологичность, является возможность перманентного устранения необходимости точного совмещения пикселированных сцинтиллирующих структур с матрицей фотодетекторов. Совмещение структуры сцинтиллятора и матрицы фотодетектора осуществляется непосредственно во время формирования сцинтилляционного экрана.

На Фиг.1 изображен общий вид структуры сцинтиллятора, полученной предлагаемым способом по 1 варианту, и ее ориентация по отношению к источнику 1 регистрируемого излучения и пикселированному фотоприемнику 2.

Сцинтиллятор по 1 варианту содержит совокупность сцинтилляционных структурных элементов 3, на основе материала представляющего собой люминофорную композицию 4. Такой детектор обладает повышенным контрастом получаемого изображения из-за отсутствия эффекта рассеивания между соседними пикселами матричного фотоприемника 2 за счет физической изоляции соседних пикселей (на чертежах не показано) фоточувствительной зоны 5 (Фиг.2) на уровне сцинтилляционного покрытия, а именно люминофора 4. Действительно, свет, производимый люминофором 4, будет достигать только зоны «своего» пиксела и не попадет в соседний. Фоточувствительная зона 5 матричного фотоприемника расположена на подложке 6 (основе). Сцинтиллятор по 1 варианту может содержать дополнительные перегородки 7 (Фиг.3), выполненные из материала, поглощающего регистрируемое излучение и отражающего видимый свет. Наличие перегородок 7 будет дополнительно способствовать тому, что свет, производимый люминофором 4, (Фиг.2) будет достигать только зоны «своего» пиксела (на чертежах не показано) и не попадет в соседнюю, тем самым дополнительно способствуя повышению контраста получаемого изображения. Например, при регистрации рентгеновского излучения или гамма-излучения перегородки 7 будут способствовать дополнительному поглощению соответствующего излучения в межпиксельных промежутках, уменьшая тем самым его рассеяние на уровне сцинтиллятора в целом.

Для формирования такой структуры стека сцинтиллятора по 1 варианту используется промышленный принтер высокого разрешения, позволяющий печатать микроструктуры специальными чернилами, например чернилами 8 на основе люминофорной композиции и/или чернилами 9 на основе материала, поглощающего регистрируемое излучение (Фиг.3). Такие чернила, как правило, изготавливаются из полимерного связующего вещества и наноразмерных материалов, составляющих активную основу преобразователя регистрируемого излучения в видимое, и представляют собой суспензию или коллоидный раствор люминофора в связующем.

Процесс создания стека по 1 варианту состоит из нескольких циклов. В первом цикле формируют специальной формы сцинтилляционные структуры, например усеченной пирамиды 10, параболической 11 (Фиг.4А), конической 12, полусферы 13 или комбинированной формы (на чертежах не показано). Для данной задачи используется один и более проходов печатающей головки 14 (Фиг.3) над фоточувствительной зоной 5 матричного фотоприемника 2.

Во втором цикле между пикселами (на чертежах не показано) формируют перегородки 7 из чернил 9 на основе материала, поглощающего регистрируемое излучение и отражающее видимое излучение. Такие перегородки 7 также наносятся методом воздушно-аэрозольной, дисперсионной или струйной печати или аналогичными известными дискретной методами. Дополнительное поглощение регистрируемого излучения в межпиксельных промежутках уменьшает степень его рассеяния на плоскости сцинтилляционного экрана в целом.

В зависимости от параметров чернил, в частности их вязкости и технологических потребностей, первый и второй циклы, т.е. операции нанесения сцинтилляционных структурных элементов и перегородок соответственно, могут меняться местами или производиться поочередно при послойном нанесении соответствующих материалов. Например, если вязкость чернил 8 люминофора больше, чем вязкость чернил 9 материала перегородок, то сначала полностью наносятся чернила 8 на основе люминофора, а затем чернила 9 перегородок (на чертежах не показано). В другом случае, если вязкость чернил 9 выше вязкости чернил 8, наоборот, сначала будут полностью наноситься чернила 9 перегородок, а затем уже чернила 8 сцинтилляционных элементов (на чертежах не показано). При одинаковой вязкости обоих чернил 8 и 9, их нанесение будет чередоваться (Фиг.3A-E).

На дополнительном (опциональном) цикле наносится отражающее покрытие, которое в свою очередь может быть металлическим или/и однослойным или многослойным диэлектрическим (на чертежах не показано). Данное покрытие позволяет увеличить эффективность сцинтиллятора за счет уменьшения потерь излучения каждой сцинтиллирующей частицы, как Ламбертовского источника.

Другой возможностью выполнения по 1 варианту указанного сцинтилляционного фотодетектора является модификация дискретного нанесения люминофора специализированным принтером с профилированной печатающей головкой 15 (Фиг.5), имеющей сопло-фильеру по форме, согласованную с пиксельной структурой 16 фотоприемника для однопроходного формирования структурного элемента 3 или 7. При этом головка 14 может иметь положение 15 между пикселами 17 чувствительной зоны 5 фотоприемника и положение 18 над пикселом 17 чувствительной зоны 5 фотоприемника (Фиг.5). На Фиг.5 позиция 19 отображает направление нанесения материала 8 люминофора. Направление перемещения головки может быть двухкоординатным 20 или трехкоординатным (на чертежах не показано). Двухкоординатное перемещение и, соответственно, устройство используются для нанесения сцинтиллятора на плоскую поверхность фотоприемника. Трехкоординатное устройство используется, соответственно, для рельефных поверхностей. Это связано с тем, что при нанесении сцинтилляционной структуры расстояние между соплом печатающей головки и поверхностью нанесения, предпочтительно, должно быть фиксированным. Соответственно, трехкоординатное устройство может сохранять данное расстояние, регулируя положение головки по высоте в соответствии с рельефом поверхности.

В частности, при получении структурных элементов посредством дискретной жидкостной печати по 1 варианту может быть использован принтер с трехкоординатным движением записывающей головки для более точного контроля момента соприкосновения капли наносимой суспензии с плоскостью фотоприемной матрицы, поскольку в процессе образования и полета капли к плоскости нанесения в физико-химических свойствах вещества капли могут происходить изменения. В частности, испарение связующего вещества (биндера), входящего в состав люминофорной композиции, приводит к изменению вязкости композита и, следовательно, области растекания капли. Регулирование по третьей координате положения печатающей головки, таким образом, приводит к большей гибкости в технологических возможностях предлагаемого способа по 1 варианту, расширяя область применения и устройств, изготовленных по данной технологии.

Кроме того, путем регулирования степени дозирования материала чернил, вида чернил, их вязкости и скорости истечения из сопла-фильеры достигается нужная конфигурация 21 профиля люминофора по глубине (Фиг.4B), содержащая разные люминофорные композиции.

На Фиг.4B изображено три различных люминофорных композиции.

Вторым вариантом формирования пикселированной структуры люминофорного покрытия является двух- или более этапный процесс, в ходе которого между зонами отдельных фоточувствительных пикселов наносят методом дискретной цифровой печати (описанным выше) материал 22 гидрофобного покрытия для разделения фоточувствительной зоны матричного фотоприемника 5 гидрофобными защитными полосами 23 на пиксельные зоны (Фиг.6). Активные (фоточувствительные) зоны пикселов могут быть при этом покрыты гидрофильным веществом (на чертежах не показано). После этого фотоприемник вводится в контакт с материалом 8 люминофора (раствором-суспензией люминофора), например, погружением или наливом. Компонент данного раствора (люминофор 4) осаждается только на зонах, которые не обработаны гидрофобным веществом. В итоге пикселированная структура формируется сразу на всей поверхности за счет различных эффектов поверхностного натяжения (наподобие образования капель воды на маслянистых поверхностях), что обеспечивает повышение технологичности при одновременном расширении области применения.

Другой важной особенностью данного способа изготовления детекторов проникающего излучения по 2 варианту является, как уже было указано выше, возможность изменения свойств сцинтиллятора по глубине структуры 21 люминофора, например, в поверхностных (по направлению проникновения рентгеновских или гамма-лучей) слоях структурированного люминофора могут быть нанесены слои с одним спектром (эффективностью) люминесценции, а в глубинных - с другим (рис.5B). Возможно также нанесение специальных слоев рентгенопоглотителя непосредственно на фотоприемную матрицу с последующим нанесением люминесцирующих слоев.

В процессе нанесения сцинтилляционной структуры по 2 варианту возможно изменение формы отдельных структурных элементов люминофора для оптимизации световой эффективности и минимизации расхода материала сцинтиллятора в процессе нанесения (рис.5A).

Созданный предложенным по 1 и 2 вариантам способом стек «сцинтиллятор-фотоприемник» корпусируется. Предложенный сцинтилляционный детектор может быть соединен с электронными схемами обработки и управления и помещен в корпус (на чертежах не показано). В качестве электронных схем обработки и управления сцинтилляционный детектор дополнительно может содержать, по меньшей мере, один блок питания и/или, по меньшей мере, один блок охлаждения и/или, по меньшей мере, один блок управления и передачи цифровой и/или, по меньшей мере, один блок аналоговой информации или их любую возможную комбинацию.

Как правило, одной из технически сложных задач является точное совмещение пикселей 17 фотоприемника 2 со структурой сцинтиллятора. Оборудование, необходимое для задач такого совмещения, и стоимость его амортизации значительно повышают себестоимость продукта, построенного на структурированных сцинтилляторах. Одним из основных преимуществ новой конструкции предлагаемого способа формирования сцинтиллятора и полученного предложенным способом сцинтилляционного детектора является возможность перманентного устранения необходимости точного совмещения совокупности структурных элементов 3 и 7 с матрицей пикселей 17 фотоприемника 2. Совмещение совокупности структурных элементов 3, 7 и матрицы пикселей 17 фотоприемника 1 осуществляется непосредственно во время формирования структурных элементов 3, 7.

Предлагаемый способ формирования сцинтиллятора по 1 и 2 вариантам и сцинтилляционный детектор по 1 и 2 вариантам, полученный соответственно предложенным способом, могут найти применение в маммографических (предназначенных для лучевого исследования женской молочной железы) и рентгенографических системах, а также в системах рентгеновской и гамма-лучевой дефектоскопии, системах регистрации высокоэнергетических частиц в установках, предназначенных для научных исследований. Использование предложенной группы изобретений позволяет достигать улучшения контраста получаемого изображения и, соответственно, лучших диагностических качеств снимка. Предпочтительной областью применения группы изобретений является маммография. Смежными областями применения рентгенография и флюороскопия.

В приведенных ниже примерах представлено получение различных сцинтилляционных структур на фоточувствительной поверхности фотоприемника в соответствии с предложенным в формуле изобретения способом по 1 и 2 вариантам.

Пример 1. Получение по 1 варианту структуры сферической и пирамидальной форм с указанием их характеристик.

Для проверки возможности формирования структур регулируемой (контролируемой) формы мы можем рассмотреть пример печати на кремнии, с пассивацией Si3N4. Печать осуществляется на принтере Aerosoljet 300 (OptomecInc., USA) или другой системе, ориентированной на применение в производстве по технологиям печатной электроники. Материалом (люминофором), наносимым на кремний, служит композит редкоземельных окислов (Gd2O3, Y2O3, Tb4O7). Указанный композит подготавливается до вида суспензии со связующим веществом (биндером) класса поливиниловых спиртов (ПВС). Процентное соотношение материала люминофора в суспензии колеблется в диапазоне 40-60%, образуя тем самым коллоидный раствор вязкостью 200-300 Па·с. Далее, каждый элемент структуры (например, полусферический) формируется с изменяемым временем и фазой включения печатающей головки при проходе над зоной построения структуры. В общем случае эти значения, при программировании принтера, будут иметь вид:

ϕ = ϕ 0 + ( R R tan ( arcsin ( n N ) ) )

t = 2 ( R tan ( arcsin ( n N ) ) ) : V

где φ - фаза открытия сопла печатающей головки, φ0 - начальная позиция печати одной структуры, совпадающая с краевой зоной пиксела, N - количество проходов, за которое печатается структура, n - номер прохода, R - радиус формируемой полусферы; t - время печати, V - скорость перемещения печатающей головки. Каждый проход, предпочтительно, дополнительно предваряется коротким (единицы секунд и более) периодом инфракрасной сушки нанесенного слоя, что нужно для полимеризации биндера.

Пример 2. Получение по 1 варианту гетерогенной структуры сферической и пирамидальной форм.

В данном примере описано гетерогенное нанесение структурных элементов люминофора на поверхность фотоприемника для обеспечения лучшего согласования параметров активных слоев. Получение структурных элементов осуществляется аналогичным послойным способом, описанным в примере 1. При этом гетерогенность достигается сменой состава композиции или количества биндера в составе. Таким образом, от слоя к слою физико-химические свойства структурных элементов будут плавно изменяться, например при нанесении первых слоев в состав могут быть добавлены вещества, обеспечивающие наилучшую адгезию композита к поверхности кремния с пассивационным слоем Si3N4. В другом варианте глубинные слои композита могут содержать люминофор с максимальным поглощением рентгеновского излучения для обеспечения защиты собственно кремниевой интегральной схемы фотоприемника от паразитного облучения рентгеновскими лучами.

Пример 3. Пример формирования сцинтиллятора по 2 варианту на основе, размеченной гидрофобной сеткой.

Нанесение гидрофобного покрытия производится посредством способа дискретной цифровой печати с использованием принтера, описанного в примере 1, причем никаких особенных изменений по сравнению со стандартными печатающими головками коммерческих жидкостных принтеров не требуется, поскольку сам материал гидрофобного покрытия представляет из себя истинный раствор, который может содержать нанометровые частицы. После нанесения рисунка структуры разделительных полосок 23 (Фиг.7) можно приступать к нанесению собственно люминофора, при этом под действием сил поверхностного натяжения краевой угол капли люминофорной жидкой композиции значительно уменьшается. На Фиг.7 изображен вид капли 24a люминофора при нанесении без гидрофобного покрытия, из которой формируется соответствующий структурный элемент 4a (Фиг.A), и вид капли 24b с границами по гидрофобному покрытию 23, из которой формируется соответствующий структурный элемент 4b (Фиг.B). В результате количество вещества люминофора, способное удерживаться в пределах площади пикселя фотоприемной матрицы, значительно возрастает. Это позволяет, с одной стороны, увеличить толщину слоя люминофора, а с другой - получить более четкое разделение пикселей в структурированном слое люминофора (Фиг.7B). В лучшем варианте этого процесса нанесение люминофора производится за один проход печатающей головки.

Нанесение гидрофильного покрытия в областях, где должен находиться люминесцирующий структурный элемент повышает адгезию, и в конечном итоге срок службы предложенного детектора, с другой стороны, нанесение гидрофобного покрытия в областях границы пикселей фоточувствительной зоны 5 (Фиг.7B) кремниевой фотоприемной матрицы способствует лучшему разделению областей структурированного люминофора.

Таким образом, совмещение структуры сцинтиллятора и матрицы фотодетектора осуществляется непосредственно во время формирования сцинтилляционного экрана, что повышает его технологичность. Предложенный способ по 1 и 2 вариантам позволяет формировать множество различных конструкций сцинтиллятора, структурные элементы различной формы и различной гетерогенной структуры, наносить и совмещать сцинтилляционные структуры на непериодических или разно-размерных фотоприемных матрицах, тем самым позволяя одновременно расширить область его применения.

Сцинтилляционный детектор по 1 и 2 вариантам, полученный предложенными способами соответственно, представляет из себя новый тип сцинтилляционных детекторов, основной чертой которых является высокий контраст получаемого изображения за счет структурирования сцинтиллятора, наносимого на поверхность пикселированного фотоприемника способом по 1 или 2 вариантам. Предлагаемый детектор по 1 и 2 вариантам обладает повышенным контрастом получаемого изображения из-за отсутствия эффекта рассеивания между соседними пикселами фотоприемника, обеспечиваемого физической изоляцией соседних чувствительных зон на уровне сцинтиллятора таким образом, что свет, производимый сцинтилляционным элементом, будет достигать только зоны «своего» пиксела и не попадет в соседний.

Данная группа изобретений не ограничена описанными вариантами осуществления, а, наоборот, она охватывает различные модификации и варианты в рамках сущности и объема предлагаемой формулы изобретения.

1. Способ формирования структурированного сцинтиллятора на поверхности пикселированного фотоприёмника, отличающийся тем, что формируют, по меньшей мере, один структурный элемент непосредственно на фоточувствительной зоне поверхности фотоприёмника, материал которого наносят посредством двухкоординатного или трёхкоординатного устройства дискретного нанесения однородных жидких или гетерогенных веществ.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют устройство, содержащее, по меньшей мере, одну печатающую головку, согласованную со строением пикселей фотоприёмника, каждый из которых имеет фоточувствительную зону.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в процессе нанесения формируют гетерогенные по высоте структурные элементы.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что весь материал каждого из структурных элементов наносят за один проход печатающей головки.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что регулируют количество наносимого материала.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что формируют сцинтилляционные структурные элементы, предпочтительно, на чувствительной зоне пикселя.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что используют материал, включающий, по меньшей мере, одну люминофорную композицию.

8. Способ по п.6, отличающийся тем, что в процессе нанесения формируют полусферическую, параболическую, цилиндрическую, форму усечённой пирамиды и, в общем случае, кусочно-непрерывную поверхность второго или большего порядка или комбинированную форму элементов.

9. Способ по п.2, отличающийся тем, что используют печатающую головку с соплом по форме, согласованной со строением пикселей фотоприёмника.

10. Способ по п.6, отличающийся тем, что дополнительно формируют структурные элементы из, по меньшей мере, одного материала, поглощающего регистрируемое излучение, предпочтительно между чувствительными зонами пикселей.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что материал, поглощающий регистрируемое излучение, наносят после формирования сцинтилляционных структурных элементов.

12. Способ по п.10, отличающийся тем, что материал сцинтиляционных структурных элементов наносят после формирования структурных элементов из материала, поглощающего регистрируемое излучение.

13. Способ по п.10, отличающийся тем, что материал сцинтилляционных структурных элементов и материал, поглощающий регистрируемое излучение, наносят поочерёдно.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что каждый структурный элемент формируют отдельно от других.

15. Способ по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, часть структурных элементов формируют отдельно от других.

16. Способ по п.1, отличающийся тем, что поверхность сцинтиллятора, предпочтительно поверхность сцинтилляционных структурных элементов, дополнительно покрывают, по меньшей мере, одним слоем отражающего покрытия.

17. Способ по п.1, отличающийся тем, что, формируют структурные элементы, имеющие локально отличающиеся оптико-физические параметры по плоскости всего фотоприемника для компенсации нелинейности и неоднородности чувствительности выходного сигнала фотоприемника.

18. Сцинтилляционный детектор, содержащий, по меньшей мере, один фотоприёмник с матрицей пикселей, каждый из которых имеет фоточувствительную зону, и сцинтиллятор, содержащий, по меньшей мере, один структурный элемент, выполненный по любому из пп. 1-17.

19. Способ формирования структурированного сцинтиллятора на поверхности пикселированного фотоприёмника, отличающийся тем, что формируют, по меньше мере, один структурный элемент непосредственно на поверхности фотоприёмника, предварительно сегментированной гидрофобным изолирующим покрытием, соответствующим межпиксельным нечувствительным зонам, таким образом, что геометрические очертания нанесения материала структурного элемента формируются под действием сил поверхностного натяжения границы гидрофобно-гидрофильных участков поверхности фотоприемника.

20. Способ по п.19, отличающийся тем, что дополнительно наносят гидрофильный материал на чувствительные зоны пикселей.

21. Способ по п.19, отличающийся тем, что в качестве материала структурного элемента фотоприёмника используют, по меньшей мере, одну люминофорную композицию.

22. Способ по п.19, отличающийся тем, что нанесение материла структурного элемента осуществляют путем погружения фотоприёмника в коллоидный раствор или суспензию указанного материала, обеспечивающего согласованную высадку (седиментацию) люминофорного материала на поверхность фотоприёмника.

23. Способ по п.19, отличающийся тем, что нанесение материала структурного элемента осуществляют путём залива поверхности фотоприёмника указанным материалом, обеспечивающим согласованную высадку (седиментацию) люминофорного материала на поверхность фотоприёмника.

24. Способ по п.19, отличающийся тем, что нанесение материала структурного элемента осуществляют посредством двухкоординатного или трёхкоординатного устройства дискретного нанесения однородных жидких или гетерогенных веществ.

25. Способ по п.19, отличающийся тем, что дополнительно формируют структурные элементы из, по меньшей мере, одного материала, поглощающего регистрируемое излучение, предпочтительно между чувствительными зонами пикселей.

26. Способ по п.25, отличающийся тем, что для формирования структурных элементов используют двухкоординатное или трёхкоординатное устройство дискретного нанесения жидких или гетерогенных веществ, содержащее, по меньшей мере, одну печатающую головку, согласованную со строением пикселей фотоприёмника, каждый из которых имеет фоточувствительную зону.

27. Способ по п.19, отличающийся тем, что каждый структурный элемент формируют отдельно от других.

28. Способ по п.19, отличающийся тем, что, по меньшей мере, часть структурных элементов формируют отдельно от других.

29. Способ по п.19, отличающийся тем, что поверхность сцинтиллятора, предпочтительно, поверхность сцинтилляционных структурных элементов, дополнительно покрывают, по меньшей мере, одним слоем отражающего покрытия.

30. Способ по п.19, отличающийся тем, что формируют структурные элементы, имеющие локально отличающиеся оптико-физические параметры по плоскости всего фотоприемника для компенсации нелинейности и неоднородности чувствительности выходного сигнала фотоприемника.

31. Сцинтилляционный детектор, содержащий, по меньшей мере, один фотоприёмник с матрицей пикселей, каждый из которых имеет фоточувствительную зону, и сцинтиллятор, содержащий, по меньшей мере, один структурный элемент, выполненный по любому из пп. 19-30.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для регистрации ядерных излучений, в частности к криогенным детекторам на основе жидкого аргона, и может быть использовано при решении ряда фундаментальных физических задач, а также при регистрации ядерных излучений в системах ядерной энергетики, безопасности, медицины, неразрушающего контроля.

Группа изобретений относится к области регистрации ионизирующих излучений с помощью сцинтилляционных детекторов, а именно к регистрации формы импульсов рентгеновского и электронного излучений, в частности к области волоконно-оптической дозиметрии.

Изобретение относится к области диагностической визуализации. Сущность изобретения заключается в том, что модуль детектора излучения для использования в визуализации содержит множество детекторных пикселов, причем каждый детекторный пиксел включает в себя сцинтиллятор (35), оптически связанный с по меньшей мере одним сенсорным фотодиодом (34), работающим в режиме счетчика Гейгера; по меньшей мере один экранированный от света опорный фотодиод (36), который работает в режиме счетчика Гейгера при таких же условиях, что и по меньшей мере один сенсорный фотодиод (34); схему управления (42), которая измеряет напряжение (84) пробоя на опорном фотодиоде (36) импульсов (68) темнового тока, сгенерированных посредством опорного фотодиода (36) при пробое опорного фотодиода (36); регулирует напряжение (80) смещения на по меньшей мере одном опорном фотодиоде (36) и по меньшей мере одном сенсорном фотодиоде (34) для приведения импульсов (68) темнового тока, сгенерированных по меньшей мере одним опорным фотодиодом (36), по существу в равенство с предварительно выбранным характерным логическим уровнем (70) напряжения.

Изобретение относится в целом к детекторам излучения. В частности, изобретение относится к гибкому несущему механизму для элементов детектора излучения и к способу обслуживания детектора излучения.

Изобретение относится к области детектирования частиц ионизирующего излучения, в частности к сцинтилляционным детекторам на основе пластмассовых или кристаллических сцинтилляторов, в которых для вывода излучения применяются спектросмещающие волокна.

Изобретение относится к системам формирования изображений, таким как радиографические или рентгенографические системы, в частности, касается многоячеистых детекторных сборок, используемых в указанных системах, и способа изготовления указанных сборок.

Изобретение относится к детекторам радиационного излучения. Узел (20) детектора радиационного излучения содержит сцинтилляционный детектор (22) радиационного излучения, предназначенный для генерации светового сигнала, являющегося функцией регистрируемого радиационного излучения.

Изобретение относится к детектору спектральной визуализации. Одномерный многоэлементный фотодетектор (120), содержащий матрицу фотодиодов (122), включающую в себя первый верхний ряд фотодиодных пикселей и второй нижний ряд фотодиодных пикселей, при этом матрица фотодиодов (122) является частью фотодетектора (120), причем фотодетектор (120) является двухсторонним; матрица сцинтилляторов (126), включающая в себя первый верхний ряд и второй нижний ряд сцинтилляторных пикселей, причем первый верхний и второй нижний ряды сцинтилляторных пикселей соответственно оптически связаны с первым верхним и вторым нижним рядами фотодиодных пикселей; считывающее электронное устройство (124), при этом считывающее электронное устройство (124) является частью фотодетектора (120), и электрические соединения (512), которые осуществляют взаимосвязь фотодиодных пикселей и считывающего электронного устройства (124).

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к спектральной компьютерной визуализации. Система визуализации содержит стационарный гентри, поворотный гентри, установленный на стационарном гентри, рентгеновскую трубку, закрепленную на поворотном гентри, которая поворачивается и испускает полихроматическое излучение, пересекающее область исследования.

Изобретение относится, в частности, к системам построения ядерных изображений, в особенности, включающим в себя гигроскопические сцинтилляционные кристаллы и т.п.

Изобретение относится к сбору информации, а также находит конкретное применение в компьютерной томографии (СТ). Сущность изобретения заключается в том, что детектор формирования изображения содержит матрицу (204) фотодетекторов, имеющую светочувствительную сторону и противоположную считывающую сторону; матрицу (202) сцинтилляторов, оптически соединенную со светочувствительной стороной матрицы (204) фотодетекторов; и обрабатывающие электронные схемы (208), электрически соединенные со считывающей стороной матрицы (204) фотодетекторов, причем матрица (204) фотодетекторов, матрица (202) сцинтилляторов и обрабатывающие электронные схемы (208) находятся в термическом контакте, а значение термического коэффициента обрабатывающих электронных схем (208) приблизительно равно отрицательному значению суммы термического коэффициента матрицы (204) фотодетекторов и термического коэффициента матрицы (202) сцинтилляторов. Технический результат - повышение эффективности формирования изображения. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 13 ил., 1 табл.

Изобретение относится к технологиям визуализации и, в частности, к системе измерения данных, пригодной для средств КТ (компьютерной томографической) и другой визуализации. Сущность изобретения заключается в том, что система визуализации содержит источник излучения, который поворачивается вокруг центральной z-оси системы визуализации для выполнения визуализирующих сканирований; матрицу органических фотодиодов, содержащую несколько дискретных органических фотодиодов, расположенных рядами и столбцами на изогнутой подложке таким образом, что каждый ряд органических фотодиодов выровнен вдоль кривой изгиба изогнутой подложки, и каждый столбец органических фотодиодов выровнен параллельно центральной z-оси системы визуализации; и токопроводящие пути, функционально соединяющие каждый из органических фотодиодов с одним или более активными электронными компонентами, расположенными на изогнутой подложке; причем изогнутая подложка состоит более чем из одного слоя, содержащего верхний слой и один или более нижних слоев, причем органические фотодиоды расположены на верхнем слое, и каждый нижний слой содержит верхнюю поверхность, которая является ближней к верхнему слою, и на которой расположен по меньшей мере один из токопроводящих путей. Технический результат - повышение точности формирования детекторной матрицы. 3 н. и 26 з.п. ф-лы, 1 табл., 20 ил.

Изобретение относится к сбору данных и находит конкретное применение в компьютерной томографии (СТ). Сущность изобретения заключается в том, что детектор формирования изображения содержит матрицу (202) сцинтилляторов; матрицу (204) фотодатчиков, оптически сопряженную с матрицей (202) сцинтилляторов; преобразователь (314) тока в частоту (I/F), содержащий интегратор (302) и компаратор (310), который преобразует, во время текущего периода интегрирования, заряд, выведенный матрицей (204) фотодатчиков, в цифровой сигнал, имеющий частоту, указывающую на заряд; логику (312), которая устанавливает усиление интегратора (302) для следующего периода интегрирования на основе цифрового сигнала для текущего периода интегрирования, и переключатель (308) сброса, который сбрасывает интегратор (302) на основе усиления, установленного логикой (312), причем переключатель (308) сброса содержит, по меньшей мере, первый конденсатор (402) сброса с первой емкостью и второй конденсатор (406) сброса с второй отличающейся емкостью. Технический результат - повышение пространственного разрешения. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 10 ил., 2 табл.

Изобретение относится к устройствам для регистрации гамма-излучения, предназначено для определения положения бурового инструмента относительно кровли и подошвы разбуриваемого пласта и может быть использовано в скважинных приборах телеметрических систем. Скважинный гамма-детектор содержит установленные в корпусе сцинтилляционный кристалл, фотоэлектронный умножитель (ФЭУ), делитель напряжения, элементы крепления и компенсации тепловых деформаций, при этом корпус выполнен из материала, коэффициент теплового расширения которого обеспечивает превышение величины удлинения корпуса по сравнению с суммарным удлинением кристалла и ФЭУ при нагревании, компенсатор теплового расширения выполнен в виде втулки из материала, коэффициент теплового расширения которого меньше, чем у материала корпуса, кристалл и ФЭУ совместно установлены в корпус, а оставшееся свободное пространство корпуса заполнено полимерным материалом, залитым под вакуумом с последующей полимеризацией. Технический результат - повышение чувствительности детектора и его стойкости к механическим воздействиям в широком температурном интервале. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к системе измерения данных, пригодной для КТ (компьютерной томографии) и других способов формирования изображения. Система формирования изображения содержит источник излучения, который поворачивается вокруг центральной z-оси системы формирования изображения для выполнения формирующих изображения сканирований; и матрицу неорганических фотодетекторов, включающую в себя несколько дискретных неорганических фотодетекторов, расположенных на изогнутой подложке таким образом, что каждый ряд неорганических фотодетекторов ориентирован вдоль кривой изгиба изогнутой подложки, и каждый столбец неорганических фотодетекторов ориентирован параллельно центральной z-оси системы формирования изображения, причем изогнутая подложка содержит гибкий лист и токопроводящие пути, оперативно соединяющие каждый из неорганических фотодетекторов, по меньшей мере, с одним активным электронным компонентом, расположенным на изогнутой подложке, причем токопроводящие пути расположены на дистальной поверхности изогнутой подложки, которая, по существу, противоположна поверхности подложки, на которой расположены неорганические фотодетекторы, при этом система дополнительно содержит отверстия в подложке, заполненные проводящим материалом для электрического соединения токопроводящих путей с неорганическими фотодетекторами. Технический результат - повышение качества изображения. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 23 ил.

Изобретение относится к области измерения ядерных излучений, а именно к подсчету количества гамма квантов от различных источников излучения в диапазоне энергий от сотен кэВ до единиц МэВ с загрузкой до 109 имп./мин и может быть использовано для точной регистрации интенсивных потоков гамма излучения. Сцинтилляционный счетчик ионизирующего излучения содержит сцинтиллятор на основе ортогерманата висмута Bi4Ge3O12 (BGO), который через оптический герметик связан с кремниевым фотоэлектронным умножителем, который связан с источником питания, подключенным к усилителю дискриминатору, который соединен с микроконтроллером и делителем частоты, который подключен к микроконтроллеру, который подключен к персональному компьютеру. Технический результат - создание миниатюрного устройства, способное подсчитывать гамма кванты высокой интенсивности. 2 ил.

Изобретение относится к области регистрации широких атмосферных ливней (ШАЛ) на поверхности Земли и может быть использовано для исследования первичных космических лучей. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для определения направления прихода широких атмосферных ливней (ШАЛ) содержит множество пространственно разнесенных детекторов космических лучей, при этом детекторы входят в состав кластеров (1), выходы кластеров соединены через общую шину со входами блока сбора данных с кластеров (2), выход блока сбора данных с кластеров соединен с входом блока определения вектора направления ШАЛ (4), который оснащен блоком хранения локальных векторов (3), соединенным с ним общей шиной, выходы блока определения вектора направления ШАЛ (4) соединены с входами блока памяти (5) и блока визуализации данных (6), соединенными общей шиной; кластер включает в себя не менее трех детекторов (7), выходы которых соединены с входами блока временного анализа (8), выходы блока временного анализа (8) соединены с входами блока отбора событий (9), выходы блока отбора событий (9) соединены с входами блока определения локального направления (10), выходы блока определения локального направления (10) соединены с входами блока хранения и передачи данных (11). Технический результат - применение устройства для определения направления прихода широких атмосферных ливней вне зависимости от рельефа и иных особенностей местности. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области ядерного приборостроения и может быть использовано при создании аппаратуры радиационного контроля для определения спектрометрических, радиометрических и дозиметрических параметров загрязненной среды при одновременной регистрации альфа-, бета- и гамма-излучений. Сущность изобретения заключается в том, что спектрометр-радиометр для одновременного анализа характеристик смешанных полей альфа-, бета- и гамма-излучений на основе комбинированного детектора, состоящего из полупроводникового «пролетного» детектора для регистрации альфа-излучения (в роли которого выступает кремниевый детектор толщиной 200-300 мкм), органического сцинтиллятора (в роли которого выступает паратерфенил толщиной 7 мм), и кристаллического сцинтиллятора NaI(Tl). Для регистрации бета-излучения используются сигналы кремниевого детектора и паратерфенила, регистрация гамма-излучений осуществляется с помощью сцинтиллятора NaI(Tl). Полупроводниковый кремниевый детектор расположен со стороны входного окна комбинированного детектора, вплотную к паратерфенилу. Сцинтиллятор NaI(Tl) расположен за паратерфенилом и крепится вплотную к ФЭУ. Между сцинтилляторами NaI(Tl) и паратерфенил установлено кварцевое стекло. Сборка паратерфенил, NaI(Tl), кварцевое стекло и фотоэлектронный умножитель представляет собой фосвич-детектор из двух сцинтилляторов. Технический результат - повышение эффективности разделения бета- и гамма-излучений. 3 ил.

Изобретение относится к технологии получения сцинтилляционных монокристаллов и может быть использовано при изготовлении чувствительных элементов детекторов гамма- и рентгеновского излучения Сцинтилляционные монокристаллы La(1-m-n)HfnCemBr(3+n), где m - мольная доля замещения La церием (0,0005≤m≤0,3), n - мольная доля замещения La гафнием (0≤n≤0,015), получают из смеси бромидов металлов. Шихту загружают в кварцевую ампулу с затравкой, ампулу вакуумируют, запаивают, устанавливают в ростовую установку, нагревают до расплавления шихты, выдерживают до установления в расплаве равновесного состояния, выращивают монокристалл путем создания в ампуле градиентного температурного участка и охлаждают, при этом используют многозонную ростовую установку с электродинамическим перемещением температурного градиента в продольно-осевом направлении. Для расплавления шихты температуру нагревателя установки в зоне затравки t1 выбирают из интервала 685°C<t1<720°C, температуру следующего нагревателя t2 - из интервала 770°C≤t2≤790°C. После расплавления шихты ампулу выдерживают не менее 10 часов, выращивание монокристалла осуществляют перемещением температурного градиента вдоль продольной оси установки со скоростью 0,3 мм/ч≤vтг≤0,5 мм/ч, при этом пограничные значения температур так называемых холодной tхз и горячей tгз зон градиентного участка выбирают из интервалов 720°C<tхз≤740°C и 790°C≤tгз≤820°C, а охлаждение ампулы осуществляют со скоростью не более 15°C/ч. Технический результат: точность поддержания температурных полей, стабильность их перемещения на всех этапах выращивания кристалла, строгий контроль температурных и временных параметров ростового процесса, получение с высоким выходом монокристаллов с заданными оптическими характеристиками и размерами. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 9 пр.

Изобретение относится к системам формирования изображения на основе излученной энергии. Система детектирования для детектирования электромагнитного излучения содержит корпус двухэкранного детектора, имеющий три смежные боковые стенки, которые образуют область передней стороны, область второй стороны и область третьей стороны, стенки трех сторон соединены одна с другой под углом, так что заключают в себе объем, имеющий форму треугольной призмы, и каждая боковая стенка имеет внутреннюю поверхность; подложку, расположенную на каждой из упомянутых внутренних поверхностей первой и второй боковых стенок, причем каждая подложка дополнительно содержит активную область для приема и преобразования электромагнитного излучения в свет, образуя тем самым экраны детектора; и фотодетектор, расположенный в непосредственной близости к третьей боковой стороне, при этом упомянутый фотодетектор имеет чувствительную к свету активную область. Технический результат - повышение эффективности детектирования излучения. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 13 ил.
Наверх