本發(fā)明涉及一種x射線探測器，尤其涉及一種用于探測硬x射線的高靈敏探測器。

背景技術(shù)：

x射線在醫(yī)學(xué)診斷、無損檢測和安全檢查等領(lǐng)域具有重要的技術(shù)價(jià)值，在科研、生產(chǎn)、生活等許多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用；醫(yī)用x射線是普通人群最常接觸到的人造射線輻射源，大約占每年所有輻射源照射量的14％，過量的x光照射對人體危害很大，尤其是兒童、孕婦等人群，更需嚴(yán)格限制x射線輻射量。

x射線探測器是用于捕獲、測量x射線信號的一類專用探測器，常見的x射線探測器有多絲正比計(jì)數(shù)器、微通道板、閃爍晶體、微熱量計(jì)、ccd半導(dǎo)體、cmos半導(dǎo)體等類型，其中，基于正比計(jì)數(shù)器和閃爍晶體的x射線探測器應(yīng)用最為廣泛；基于正比計(jì)數(shù)器的x射線探測器，為實(shí)現(xiàn)高分辨率要使其絲距降低到0.1mm及以下量級時(shí)，實(shí)現(xiàn)難度較大，而且光子計(jì)數(shù)率難以滿足醫(yī)療領(lǐng)域?qū)τ诳焖俪上竦男枨?；基于閃爍晶體的x射線探測器，由于需用塊狀大尺寸閃爍晶體將x射線轉(zhuǎn)換為可見光，導(dǎo)致探測器體積較大，使用十分不方便，并且由于需要使用光纖及耦合器等器件將閃爍晶體與光接收器件連接，增加了光信號的傳輸損耗，導(dǎo)致探測器的探測效率較低，若增大x射線輻射量，又會對受檢者的健康造成不利影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對背景技術(shù)中的問題，本發(fā)明提出了一種用于探測硬x射線的高靈敏探測器，其創(chuàng)新在于：所述高靈敏探測器由多個(gè)硅基光電探測器組成；所述硅基光電探測器形成在硅片上，硅基光電探測器的光敏面位于硅片的上側(cè)面上；多塊硅片疊放在一起，多個(gè)硅基光電探測器的光敏區(qū)的橫向位置相互重疊；相鄰兩塊硅片中，上方硅片的下側(cè)面與下方硅片的上側(cè)面接觸。

本發(fā)明的原理是：基于現(xiàn)有技術(shù)可知，ccd半導(dǎo)體、cmos半導(dǎo)體等硅基光電探測器具有尺寸小、不需光連接耦合、可實(shí)現(xiàn)直接探測成像等優(yōu)點(diǎn)，如能將其實(shí)現(xiàn)為x射線探測器，將使x射線探測器的性能得到長足進(jìn)步；但是能量范圍在20-100kev的硬x射線在硅中的穿透深度達(dá)0.6mm-30mm，而現(xiàn)有技術(shù)中，較為成熟的硅工藝所制作出的硅基光電探測器，其硅片的厚度通常為600μm-700μm左右，這種厚度的硅片根本無法為硅基光電探測器提供足夠的有效探測深度來進(jìn)行硬x射線探測，導(dǎo)致硅基光電探測器對高能硬x射線的吸收率較低，難以滿足應(yīng)用需求，若貿(mào)然改變硅基光電探測器結(jié)構(gòu)，又會引起一系列的工藝兼容性問題；為解決硅基光電探測器對高能硬x射線吸收率較低的問題，發(fā)明人進(jìn)行了大量研究，發(fā)明人在研究過程中想到，雖然，單個(gè)硅基光電探測器所能提供的有效探測深度十分有限，但多個(gè)硅基光電探測器所對應(yīng)的多個(gè)有效探測深度的總和卻是十分可觀的，若將多個(gè)硅基光電探測器以光敏區(qū)重疊的方式疊放，當(dāng)有高能硬x射線照射時(shí)，多個(gè)硅基光電探測器就能對穿透到不同深度位置處的高能硬x射線分別進(jìn)行吸收，利用現(xiàn)有技術(shù)中常見的信號拼接技術(shù)，就能根據(jù)多個(gè)硅基光電探測器的輸出信號得到完整的圖像，于是本發(fā)明的方案便形成了；采用本發(fā)明方案后，當(dāng)硬x射線從上方照射到高靈敏探測器上，硬x射線就會從上至下逐個(gè)穿透多個(gè)硅基光電探測器，當(dāng)硬x射線從某個(gè)硅基光電探測器穿過時(shí)，相應(yīng)硅基探測器就能對硬x射線中的一部分進(jìn)行吸收，x射線中未被吸收的部分繼續(xù)向下穿透，又會被下方的硅基探測器繼續(xù)吸收，只要疊放的硅基光電探測器的數(shù)量足夠多，高靈敏探測器總能將硬x射線全部吸收，這就有效的提高了高靈敏探測器對硬x射線的吸收率，從而可以直接用硅基光電探測器來對硬x射線進(jìn)行探測和成像，得益于硅基光電探測器的諸多優(yōu)點(diǎn)，最終就能使x射線探測器的性能得到大幅提高。

優(yōu)選地，所述多塊硅片中，相鄰兩塊硅片之間通過膠粘物質(zhì)粘結(jié)。

優(yōu)選地，所述硅基光電探測器的輸出部設(shè)置在硅片邊沿，所述輸出部通過引線與讀出電路連接，此優(yōu)選方案記為方案a。

優(yōu)選地，所述多個(gè)硅基光電探測器均連接至同一讀出電路，此優(yōu)選方案記為方案b。

前述優(yōu)選方案中提出將硅基光電探測器的輸出部設(shè)置在硅片邊沿，然后再將輸出部通過引線與讀出電路連接，發(fā)明人根據(jù)此優(yōu)選方案制作樣品后發(fā)現(xiàn)，硅片尺寸相同時(shí)，若將多塊硅片整齊地層疊在一起，引線連接操作的難度較大，不利于生產(chǎn)加工，可解決這一問題的方法有兩種，其一，使相鄰硅片錯(cuò)位，其二，使多塊硅片的尺寸不同，于是，本發(fā)明又提出了如下兩種改進(jìn)方案：

方案一，相鄰兩塊硅片的橫向位置錯(cuò)位設(shè)置，下方硅片的上側(cè)面上未被上方硅片遮擋的部分記為引線連接區(qū)，硅基光電探測器的輸出部設(shè)置在引線連接區(qū)內(nèi)。

方案二，所述硅片的周向輪廓為矩形，所述矩形上相互垂直的兩條邊分別記為a邊和b邊，多塊硅片的a邊的長度相同，多塊硅片的b邊的長度從下至上逐漸變短；多塊硅片疊放在一起時(shí)，多塊硅片的a邊相互對齊；相鄰兩塊硅片中，下方硅片的上側(cè)面上未被上方硅片遮擋的部分記為引線連接區(qū)，硅基光電探測器的輸出部設(shè)置在引線連接區(qū)內(nèi)。

前述的方案一和方案二均可與方案a結(jié)合，同時(shí)，也均可在結(jié)合了方案a的基礎(chǔ)上再結(jié)合方案b。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：提供了一種用于探測硬x射線的高靈敏探測器，該高靈敏探測器可直接利用硅基光電探測器對硬x射線進(jìn)行探測、成像，基于硅基光電探測器的諸多優(yōu)點(diǎn)，最終可以使x射線探測器的性能得到大幅改善。

附圖說明

圖1、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖一；

圖2、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖二；

圖3、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖三；

圖4、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖四；

圖5、圖4中所示高靈敏探測器的立體視圖；

前述各圖中所示出的硅片數(shù)量不表示實(shí)際所采用的硅片數(shù)量，具體采用多少硅片，需根據(jù)實(shí)際情況決定。

圖中各個(gè)標(biāo)記所對應(yīng)的名稱分別為：硅片1、讀出電路2、引線3。

具體實(shí)施方式

一種用于探測硬x射線的高靈敏探測器，其創(chuàng)新在于：所述高靈敏探測器由多個(gè)硅基光電探測器組成；所述硅基光電探測器形成在硅片上，硅基光電探測器的光敏面位于硅片的上側(cè)面上；多塊硅片疊放在一起，多個(gè)硅基光電探測器上的光敏區(qū)的橫向位置相互重疊；相鄰兩塊硅片中，上方硅片的下側(cè)面與下方硅片的上側(cè)面接觸。此方案可直接采用圖1所示的結(jié)構(gòu)形式。

進(jìn)一步地，所述多塊硅片中，相鄰兩塊硅片之間通過膠粘物質(zhì)粘結(jié)。

進(jìn)一步地，所述硅基光電探測器的輸出部設(shè)置在硅片邊沿，所述輸出部通過引線與讀出電路連接。

進(jìn)一步地，所述多個(gè)硅基光電探測器均連接至同一讀出電路。

進(jìn)一步地，相鄰兩塊硅片的橫向位置錯(cuò)位設(shè)置，下方硅片的上側(cè)面上未被上方硅片遮擋的部分記為引線連接區(qū)，硅基光電探測器的輸出部設(shè)置在引線連接區(qū)內(nèi)。此改進(jìn)方案在具體實(shí)施時(shí)，可采用如圖2或圖3所示出的結(jié)構(gòu)形式；在圖2或圖3所示方案的基礎(chǔ)上，還可優(yōu)選地將硅基光電探測器的輸出部通過引線與讀出電路連接；此外，還可在前述改進(jìn)方案基礎(chǔ)上，再將多個(gè)硅基光電探測器均連接至同一讀出電路。

進(jìn)一步地，所述硅片的周向輪廓為矩形，所述矩形上相互垂直的兩條邊分別記為a邊和b邊，多塊硅片的a邊的長度相同，多塊硅片的b邊的長度從下至上逐漸變短；多塊硅片疊放在一起時(shí)，多塊硅片的a邊相互對齊；相鄰兩塊硅片中，下方硅片的上側(cè)面上未被上方硅片遮擋的部分記為引線連接區(qū)，硅基光電探測器的輸出部設(shè)置在引線連接區(qū)內(nèi)。此改進(jìn)方案在具體實(shí)施時(shí)，可采用如圖4和圖5所示出的結(jié)構(gòu)形式；在圖4所示方案基礎(chǔ)上，還可優(yōu)選地將硅基光電探測器的輸出部通過引線與讀出電路連接；此外，還可在前述改進(jìn)方案基礎(chǔ)上，再將多個(gè)硅基光電探測器均連接至同一讀出電路。