CN104641255B - X射线辐射探测器、计算机断层成像系统和为此的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于探测X射线辐射、尤其用于在CT系统(C1)中使用的直接转换的X射线辐射探测器(C3，C5)，至少具有用于探测X射线辐射的半导体材料(1)、至少一个准直器(2)和以附加辐射辐照半导体材料(1)的至少一个辐射源(6)，其中该至少一个准直器(2)在朝向半导体材料(1)的侧上具有至少一个反射层(3)，借助该反射层将附加辐射反射到半导体材料(1)上。此外，本发明涉及一种具有直接转换的X射线辐射探测器(C3，C5)的CT系统，以及一种用于借助直接转换的X射线辐射探测器(C3，C5)探测入射的X射线辐射的、尤其用于在CT系统(C1)中使用的方法，其中借助至少一个反射层(3)以附加辐射间接辐照用于探测的半导体材料(1)，以生成附加的载流子。

Description

X射线辐射探测器、计算机断层成像系统和为此的方法
技术领域
本发明涉及一种用于探测X射线辐射的直接转换的X射线辐射探测器，该X射线辐射探测器至少具有用于探测X射线辐射的半导体材料、至少一个准直器和以附加辐射辐照半导体材料的至少一个辐射源，和一种具有X射线辐射探测器的CT系统。本发明还涉及一种用于借助直接转换的X射线辐射探测器探测入射的X射线辐射的方法。
背景技术
为了尤其在CT、双能CT、SPECT和PET系统中探测伽马和X射线辐射尤其使用基于诸如CdTe、CdZnTe、CdZnTeSe、CdTeSe、CdMnTe、InP、TIBr2、HgI2的半导体材料的直接转换的探测器。然而，在这些材料情况下尤其在对于CT设备所需的高辐射流密度中出现极化效应。
极化指的是在高的光子或辐射流的情况下所探测到的计数率的减小。该极化是通过载流子、尤其缺电子处或者说空穴的非常小的移动性以及通过半导体中固有的晶格缺陷()的浓度造成的。即，通过电场由于与晶格缺陷关联的、位置固定的电荷而变小来形成极化，所述电荷起通过X射线辐射产生的载流子的俘获和复合中心的作用。由此造成载流子寿命和运动性减小，其又导致在高辐射流密度时探测到的计数率的减小。
半导体材料的极化在测量过程中变化。电场的该变化又引起所测量的脉冲高度的变化和由此也影响半导体探测器的计数率，也称作漂移。由此，通过极化而限制了直接转换器的最大可探测的辐射流。尤其在对于CT设备所需的高辐射流密度中极化效应加强地出现。出于该原因而至今不能将如其尤其在计算机断层成像应用中存在的高辐射密度直接转换为电脉冲。探测信号不能再直接与待测量对象的衰减相关联。
该问题至今未完全解决。一个解决方案在于，通过以附加的X射线辐射辐照探测器而大部分地去除半导体材料的极化，方法是在测量过程之前直接执行该附加的辐照。然而，该方法不适用于患者工作，因为患者将经受附加的剂量。通过测量过程之前的附加的X射线辐照而设置了探测器的预载荷状态，半导体材料于是被有意识地极化，从而不仅可以执行校准测量还可以执行实际的测量过程。
另一解决方案在于，以探测器的恒定的通电值执行测量过程。由此可以将准费米能级保持恒定。这例如通过在待探测的X射线辐射入射之前已经在半导体材料中生成附加的载流子来实现。如果开始实际的X射线辐射，晶格缺陷已经被载流子占据，如这对应于X射线辐射下的平衡状态。半导体材料的极化被补偿。由此电场在测量过程期间保持恒定并且可以建立在通过所检查的对象引起的衰减与探测器的计数率之间的明确关联。
在另一解决方案中，以红外辐射辐照半导体材料。该辐照引起对探测器的、与以X射线辐射辐照类似的调节，其中IR辐射可以简单操作并且对于患者无害。至今已知的是，通过成面的阴极辐照半导体材料。然而直接辐照半导体材料是困难的，因为到半导体材料上的直接辐射路径通过散射辐射格栅而受限。为了均匀的辐照于是在散射辐射格栅下侧和半导体上侧之间仅保留窄缝隙。该问题的解决方案至今未知。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，实现一种直接转换的X射线辐射探测器，其中可以均匀辐照用于探测的半导体材料并且于是阻止半导体材料的极化或者说探测器的漂移，以及一种用于运行这种X射线辐射探测器的方法。
上述技术问题通过独立权利要求的特征来解决。本发明的有利改进方案是从属权利要求的内容。
发明人已经认识到，通过直接辐照X射线辐射探测器，可以实现对该X射线辐射探测器中的半导体材料的均匀辐照。为此在准直器与半导体材料之间的缝隙中，在准直器的与半导体材料对置的侧上施加涂层，其将附加辐射均匀地反射到半导体上。半导体材料于是被间接地辐照。这具有的优点是，辐射不仅能够通过在准直器与半导体材料之间的小缝隙向半导体入射，而且可以借助在涂层上的反射来进行均匀且大面积地辐照。相应地，于是该反射层可以由布置在准直器与半导体材料之间的缝隙外部的光源来辐照，其中反射层将辐射反射到半导体材料上。
该辐射穿过施加在半导体材料上的、至少部分透明的电极，并且在半导体材料中接近表面处产生附加的载流子。在此，也可以在半导体材料上的电极与反射层之间进行多次反射。通过附加辐射的反射而将半导体在其整个表面上均匀辐照。相应地，进行均匀的载流子产生，其中，附加的载流子占据半导体晶体中的晶格缺陷，即，形成位置固定的电荷，其抵抗半导体的由X射线辐射引起的极化。由此阻止极化。
作为光源，即作为用于附加辐射的光源，例如发光二极管是合适的。辐射的能量例如处于红外区域，简称IR辐射。反射层和准直器被实施为，使得支持在半导体材料整个表面上的尽可能均匀的辐照和由此均匀的载流子生成。首先，反射层为此具有尽可能高的反射率并且另一方面反射层对于待探测的X射线辐射是尽可能透明的。适于作为反射材料的例如反射漆，其具有高反射性并且具有对于X射线辐射的不敏感性。还合适的材料为诸如以金属箔或金属蒸镀表面形式的金属，尤其是轻金属；塑料，尤其是涂层的塑料；化合物如金属合金或半导体。准直器的以反射层进行的涂层可以借助常用的沉积方法如蒸镀、溅射、化学或物理沉积来进行。
反射层的不同实施方式是可能的，其中与各自的实施方式无关地，借助在侧面入射到缝隙中的、在半导体材料与准直器之间的IR辐射的反射(也称为多次反射)实现半导体材料的均匀的、间接的辐照。相应地，准直器上的反射层例如可以是平坦的(即，具有一致的厚度)、弯曲的和/或结构化的。此外，反射层为了均匀辐照半导体而在准直器的整个侧上延伸。
弯曲的反射层具有凹形的弯曲部。即，反射层的一侧相对于该反射层的另一侧朝着半导体材料升高或者说增厚或增强地构造。在此，准直器的朝着半导体的一侧弯曲，在其上然后施加均匀厚度的反射层，和/或反射层自身弯曲，其中准直器平坦或者至少弯曲较小地构造。弯曲部的高度在此通过缝隙的宽度、即准直器与半导体之间的距离受到限制。
反射层和/或准直器的弯曲部在此被构造为，使得实现半导体的尽可能均匀的辐照。为此，弯曲部尤其可以与光源的辐射特性以及光源至反射层和至半导体材料的距离、即整个光路调谐，并且在多次反射的情况下与在准直器上每次反射时的辐射损耗调谐。
在从多侧辐照反射层的情况下，弯曲部的形状可以具有合适的对称。如果例如从两个对置的侧辐照半导体材料，则反射层可以被构造为，使得弯曲部由两个尽可能镜像对称的侧组成，其半径分别根据单个的光源来设计。如果由接近矩形半导体面的角的四个光源辐照反射层，则反射层的弯曲部由四个对称的、弯曲的四分之一圆组成。此外，反射层的弯曲部也可以与多个不同的光源和其辐射特性调谐。
在平坦的反射层的情况下，该反射层可以为了支持以反射的辐射均匀辐照半导体材料而结构化地构造。为此，反射层具有不同的反射特性，其中，反射层的反射性向着辐射源减小。这例如可以通过如下实现，方法是反射层或者具有空隙或者部分地将附加的非反射性掩膜施加到反射层上，或者方法是反射层的材料例如通过不同的化学组分而具有不同的固有反射率。在此，当辐射源从z方向向反射层辐射时，修改过的位置的密度或尺寸可以沿该z方向，即朝着大的z值变小。在此，随着距光源的距离增大，反射层的反射率变大，并且反之亦然。辐射的反射由此在其强烈突出的小z值处减小，从而对半导体材料的间接辐照变得更均匀。z方向在CT系统的X射线辐射探测器中对应于CT系统的系统轴。
作为另一种实施方式，在平坦的反射层的情况下，与反射层对置地布置在半导体材料上的电极的透过率在靠近辐射源处减小。为此，电极可以部分中断，也就是具有孔隙地构造。电极中的中断或孔隙在仅部分透明的电极中意味着辐射到半导体材料中的较高透射率并且由此较少的返回反射层的反射。孔隙的密度或尺寸可以向着大z值，即背离辐射源地变大。由此在大z值处透射辐射的较大部分，在小z值处反射更多光并且由此通过多次反射可供较高z值使用。于是随着距光源的距离增大，电极的透射率增大，并且反之亦然。
在用于间接辐照半导体材料的反射层的该实施方式中实现：在附加辐射的传播方向上或者在z方向上出现的辐照梯度由于辐射源的辐射特性、辐射路径和部分反射而被均衡。由此可以通过均匀产生附加的载流子而不进行探测器的均匀调节。避免了不均匀的探测器响应和由此形成的图像伪影。此外，准直器上的反射层通过弯曲部而获得了相对于在CT系统旋转时出现的加速力的刚性。
此外，在间接辐照半导体材料时在X射线辐射的直接辐射路径中不布置有源器件，这些有源器件会经受辐射损伤或者劣化整个系统的剂量效率。同样避免了患者的附加剂量。此外，在此使用的器件，如耐X射线的反射材料和发光二级管，已经存在并且由此简单且成本低廉地可用。
借助半导体材料的辐照可以避免通过在半导体中出现的极化而导致的探测器响应的漂移。此外，通过在测量过程之前和/或期间的均匀辐照也调节其它漂移敏感的部件。这尤其涉及在没有预辐照情况下在测量过程中变热的部件。
由此，发明人建议，如下地改善用于探测X射线辐射的、尤其用于在CT系统中使用的直接转换的X射线辐射探测器，其至少具有用于探测X射线辐射的半导体材料、至少一个准直器和以附加辐射辐照半导体材料的至少一个辐射源：使得该至少一个准直器在朝向半导体材料的侧上具有至少一个反射层，借助其将该附加辐射反射到半导体材料上。在这种直接转换的半导体探测器中，间接辐照半导体材料，其中，辐照在半导体材料的表面上均匀分布地进行。通过该附加的辐照生成载流子，借助其阻止半导体材料的极化，从而X射线辐射的相应的衰减可以与探测器的计数率明确对应。这种探测器有利地适于探测在CT系统中出现的高的辐射流密度。
探测器包括用于探测X射线辐射的半导体材料。适于作为半导体材料的例如是CdTe、CdZnTe、CdZnTeSe、CdTeSe、CdMnTe、InP、TIBr2或HgI2。此外，探测器包括用于屏蔽散射辐射的至少一个准直器，其布置在X射线辐射的在半导体材料之前的辐射路径中。优选地，准直器与半导体材料布置在检查对象的同一侧上。在准直器和半导体材料之间构造以缝隙形式的间隙。在一种实施方式中，在该缝隙中在半导体材料上布置了电极。电极优选至少部分透明地构造。
此外，探测器还包括至少一个辐射源，用于以附加辐射辐照半导体材料。在一种实施方式中，构造恰好一个辐射源，另一实施方式中布置了多于一个辐射源，例如两个、三个或四个辐射源。例如，辐射源被构造为发光二极管，其优选地产生具有至少780nm的波长的IR辐射。在另一实施方式中，使用具有在可见光范围中的波长的辐射。辐射源优选布置在半导体材料侧面。此外优选地，辐射源布置在准直器与半导体材料之间的缝隙的外部。在此，辐射源的辐射有利地朝着缝隙方向进行，从而辐射入射到缝隙中。在一种实施方式中，辐射源在正z方向上布置在半导体材料之前，在另一实施方式中，辐射源在正z方向上布置在半导体材料之后。相应地，辐射源优选地沿着和/或逆着正z方向辐射。准直器具有朝向半导体材料的一侧的下侧。下面，将半导体的与该下侧对置的侧称为上侧。在半导体材料与准直器之间的缝隙于是由半导体材料的上侧和准直器的下侧形成。
根据本发明，准直器在其下侧，即在朝向半导体材料的一侧具有至少一个反射层。该至少一个反射层将由辐射源入射到缝隙中的辐射反射到半导体材料的电极或者说上侧上。由此，半导体材料被间接辐照。在电极上辐射可以被部分地向回反射，从而在缝隙中能够多次反射。有利地，通过辐射在至少一个反射层上的反射实现了均匀的辐照并且由此实现了在半导体材料的整个侧面上的均匀的载流子产生。
在一种实施方式中，构造恰好一个反射层。其它实施方式设置多于一个反射层，例如两个、三个或四个反射层。有利地，反射层覆盖准直器的下侧的至少50％、优选至少75％和更优选至少90％。最优选地，反射层覆盖准直器的整个下侧。多个反射层例如并排和/或叠置地构造。反射层可以被构造为相同或不同的。为了保证辐射的尽可能完整的反射，反射层或反射层的材料的反射率尽可能大。在一种实施方式中，入射的辐射的反射率为至少50％、优选至少90％和更优选至少99％。
此外，反射层可以不同地成形或结构化。在一种实施方式中，反射层与半导体的上侧平行地构造。相应地，反射层优选被构造为平坦的。相应地，反射层有利地具有统一的厚度。反射层的厚度优选在1μm与1mm之间。有利地使用的IR辐射有利地几乎不进入反射层的材料中，从而反射层的厚度是可忽略的参数。在此，反射层的表面优选与准直器的下侧平行地延伸。
在另一实施方式中，反射层与半导体的下侧不平行地构造。优选地，反射层弯曲地构造，也就是具有至少一个弯曲部。在此，反射层向着半导体材料凹形地弯曲，例如具有凹处和至少一个提高的侧。弯曲部或者通过在准直器的弯曲的下侧上的统一厚度的反射层或者通过由此相应地弯曲的不同厚度的反射层形成。
反射层的一种实施方式设置恰好一个弯曲部。该一个弯曲部优选沿z方向提高。即，反射层在大z值处比在小z值处更高或更厚。在一种实施方式中，弯曲部随着距辐射源距离增大而弯曲或提高。另一实施方式设置反射层的多个弯曲部。多个弯曲部优选对称地构造。此外，多个弯曲部可以具有相同的半径或不同的直径。例如，两个弯曲部对置地布置，从而反射层半圆形地构造。优选地，反射层的提高的区域分别布置在小z值处，也就是靠近辐射源处，或者在大z值处，也就是远离辐射源处。
反射层在另一实施方式中具有四个弯曲部。该实施方式例如适合于半导体材料的矩形实施方式，其具有分别布置在半导体材料的角上的多个、优选四个辐射源。这四个弯曲部有利地被构造为对称的四分之一圆，其构成完整半球形的反射层。
借助弯曲的反射层，通过有针对性地偏转所反射的辐射而保证了对半导体材料的均匀辐照。在此，反射层的形状或者弯曲部的数目有利地与辐射源的数目和入射方向相匹配。在两个对置的弯曲部的情况下，有利地两个对置的光源分别辐射到反射面的对置的弯曲部上。此外，弯曲部的形状有利地与辐射源的辐射特性、辐射源距反射层和距半导体材料的距离以及在多次辐射的情况下与所出现的辐射损失相匹配。弯曲部的高度在此通过缝隙的宽度来限制。
反射层可以在附加辐射的传播方向上、尤其在z方向上相同或不同地构造。有利地，反射层沿着z方向构造为，使得在沿z方向辐照半导体材料时在整个z方向上保证尽可能均匀的辐照和载流子产生。在一种实施方式中，反射层具有随着距辐射源距离变化而变化的材料特性。换言之，反射层在沿z方向辐射的辐射源的情况下以沿着z方向或附加辐射的传播方向改变的、即不同的材料特性来构造。这些材料特性例如是厚度、密度、反射率和/或材料组分。例如，反射率沿z方向变化。有利地反射率沿z方向增大，从而在小z值处，也就是靠近辐射源处实现较小的反射率。这可以通过密度的变化、不同的固有反射率、反射层中的孔隙和/或反射层的附加的非反射性掩膜实现。如果反射率的变化是借助反射层中的孔隙实现的，则孔隙的尺寸有利地沿z方向减小。
在另一实施方式中，为此在缝隙中的半导体材料上施加的电极的透过率可以在z方向或者说附加辐射的传播方向上不同地构造。电极优选布置在半导体材料的上侧上，该上侧与准直器的带有反射层的下侧对置。例如，电极具有至少一个孔隙。相应地，电极的对于附加辐射的透过率，也就是透射率在孔隙中提高。有利地，孔隙的数目和/或尺寸沿z方向增大，从而远离辐射源的孔隙比靠近辐射源的孔隙更大。
另一实施方式设置了多层的辐射层。有利地，各个层具有不同大小的反射率，其中最外层优选具有比较靠内的层更小的反射率。较靠外的层例如可以具有孔隙，从而反射层借助这些孔隙总体上具有不同的反射行为。例如可以借助具有很小的反射率的最靠外的、结构化的层在反射层上构造几乎不反射的掩膜。
适合用作反射层的材料一方面对于待探测的辐射尽可能透明，并且另一方面尽可能良好地反射辐射源的辐射。这例如是反射漆；金属，尤其是例如铝或镁的轻金属；例如为聚乙烯、特别是带有由铝蒸镀的涂层的聚乙烯的塑料；以及尤其为金属合金和/或半导体的化合物。这样的材料可以简单地借助已知的沉积方法如蒸镀、溅射、化学或物理沉积来施加到准直器的下侧上。
属于本发明的范围的还有一种CT系统，其包括X射线辐射探测器，借助其可以建立检查对象的断层成像的拍摄。在具有根据本发明的直接转换的X射线辐射探测器的CT系统中有利地保证对辐射吸收的无漂移的测量，从而所建立的拍摄有利地是无图像伪影的。CT系统的系统轴在此相应于z方向，其中z方向垂直于待探测的X射线辐射的入射方向地取向。
此外，属于本发明的范围的有一种用于借助直接转换的X射线辐射探测器探测入射的X射线辐射的、尤其用于在CT系统中使用的方法，其中，借助至少一个反射层以附加辐射间接辐照用于探测的半导体材料，以生成附加的载流子。半导体材料的辐照优选由一个或多个附加辐射源进行，其辐照在准直器上与半导体材料对置地构造的反射层，其中，反射层将该附加辐射反射到半导体材料上。此外，辐射在半导体材料上的反射层和/或电极上单次和/或多次反射。借助对半导体材料的辐照有利地生成附加的载流子，其对抗在探测X射线辐射时出现的在半导体材料中的极化。附加辐射优选是IR辐射。
在一种优选的实施方式中，反射层的辐照沿着z方向进行。在此，附加地生成的载流子的数目沿着或逆着z方向减小。为了避免这一点以及为了沿着z方向均匀地产生多个载流子，在一种实施方式中，至少一个反射层的反射率沿着z方向增大。于是有利地使用具有在附加辐射的传播方向上和/或在安装在CT系统中的X射线辐射探测器的z方向上不同的反射率的反射层。
在另一实施方式中，在半导体材料上与至少一个反射层对置地施加的电极的透射率沿着z方向增大。也就是有利地使用具有在附加辐射的传播方向上和/或在安装在CT系统中的X射线辐射探测器的z方向上不同的透射率的电极。通过沿z方向增强的反射和/或通过电极的沿z方向增大的透过率或增大的透射率而在远离辐射源处产生更多载流子，从而总体上沿z方向均匀地产生载流子。
此外，对半导体材料附加的间接辐照优选在待探测的X射线辐射的入射之前和/或期间进行。有利地，附加的辐照在以X射线辐射进行的测量过程开始之前至少5s、优选至少10s和更有选至少15s时开始。
附图说明
下面借助附图根据优选实施例详细描述本发明，其中仅示出对于理解本发明所需的特征。使用下面的附图标记：1：半导体；2：准直器；3：反射层；4：电极；5：缝隙；6：发光二极管；7：反射率的路径；8：透射率的路径；C1：CT系统；C2：第一X射线管；C3：第一探测器；C4：第二X射线管(可选的)；C5：第二探测器(可选的)；C6：机架壳体；C7：患者；C8：患者卧榻；C9：系统轴；C10：计算和控制单元；d：漂移；Prg1至Prgn：计算机程序；t：时间。
附图中：
图1示出了具有计算单元的CT系统的示意图，
图2示出了在第一实施方式中X射线辐射探测器的示意性截面图，
图3示出了X射线辐射探测器的漂移根据附加辐射的强度的时间变化的线图，
图4示出了在另一实施方式中X射线辐射探测器的示意性截面图，
图5示出了在另一实施方式中X射线辐射探测器的示意性截面图，以及
图6分别示出了沿z方向变化的反射层和根据图5的X射线辐射探测器的电极的示意图。
具体实施方式
图1示出了示例性的CT系统C1。CT系统C1包括机架壳体C6，在此未详细示出的机架位于该机架壳体中，具有对置的第一探测器C3的第一X射线管C2固定在该机架上。可选地，设置具有对置的第二探测器C5的第二X射线管C4。患者C7位于可以沿系统轴C9移动的患者卧榻C8上，借助该患者卧榻他可以在以X射线辐射扫描期间连续地或顺序地沿着系统轴C9或沿z方向被移动通过在X射线管C2和C4与分别对应的探测器C3和C5之间的测量场。该过程通过计算和控制单元C10借助计算机程序Prg1至Prgn控制。
探测器C3和C5在此处示出的CT系统C1的示例性实施方式中被构造为直接转换的X射线辐射探测器，其具有至少一个用于探测X射线辐射的半导体材料、准直器以及侧向布置的辐射源，其以附加辐射辐照半导体材料(参见图2、图4和图5)。CT系统C1相应地按照根据本发明的方法来运行。
在图2、图4和图5中分别示出了在CT系统(参见图1)中使用的、用于探测X射线辐射的探测器元件的半导体材料1。半导体材料1例如是CdTe。此外，示出了准直器2，其与半导体材料1间隔且平行地布置，在半导体1与准直器2之间构造缝隙5。半导体1在其与准直器2对置的一侧具有电极4，其具有特定的透射率。电极4与CT系统的电子器件连接，但其出于清晰性原因未示出。在半导体1的沿z方向看去在前的一侧上，在缝隙5外部布置以发光二级管6形式的辐射光源。发光二级管6沿z方向入射到缝隙5中。辐射是红外辐射。
根据本发明，在准直器2的与半导体1对置的侧，也就是下侧上构造反射层3。图2、图4和图5中示出的X射线辐射探测器的实施方式分别在反射层3的实施方面不同。在图2中反射层3平坦地，以统一的厚度实施，从而反射层3、准直器2和半导体1或者说电极4的表面彼此平行地取向。反射层3的反射率同样是一致的，从而IR辐射在反射层3上的反射沿z方向是一致的。
基本上，反射层3将入射到缝隙5中的辐射反射到半导体材料1上或者说反射到布置在半导体材料1上的电极4上。该辐射由电极4部分多次地向回反射至反射层3并且否则透射到半导体材料1中。辐射的透射到半导体材料1中的份额取决于电极4的透射率。在半导体材料1中通过辐射生成附加的载流子，借助其均衡在半导体1中由于在运行中入射的X射线辐射而出现的半导体材料1的极化或者说X射线辐射探测器的漂移。
在图3中示出了X射线辐射探测器的漂移根据IR辐射的强度的时间变化。在纵轴上示出了漂移d的按百分比的值并且在横轴上示出了按秒的时间t。最低的曲线示出了没有以附加辐射进行辐照的常规X射线辐射探测器的漂移行为。X射线辐射探测器的漂移上升，直至实现几乎恒定的值。其它曲线示出了通过发光二级管进行同时的、越来越强的辐照时的各个漂移行为。通过IR辐照得到了显著的漂移降低，直至几乎完全避免了X射线辐射探测器中的漂移。在此，漂移的最终值与没有IR辐照相比明显更快地实现。
在图4中示出了具有反射层3的另一实施方式的X射线辐射探测器。反射层3在此被构造为弯曲的，其中该凹形的弯曲部对准发光二极管6。换言之，反射层3在大z值处比在小z值处更厚地构造。弯曲的反射层3的厚度于是沿着IR辐射的传播方向增大。在构造弯曲部时考虑发光二极管6的辐射特性和发光二极管6距反射层3的距离。弯曲部的高度几乎相应于缝隙5的宽度。通过弯曲部实现了IR辐射更均匀地反射到半导体1上，从而半导体1中的载流子生成是一致的。
在图5中示出了X射线辐射探测器的另一实施方式。在此一方面，反射层3具有沿着z方向或者说随着距发光二极管6距离增大而变化的反射率，并且另一方面电极4具有沿着z方向或者说随着距发光二极管6距离增大而变化的透射率。这在图6中示意性地示出。为了改变反射率或透射率，在反射层3或电极4中构造多个不同间距的孔隙。
反射层3在该实施方式中具有四个孔隙，其间距沿z方向增大(参见路径7)。在孔隙处不发生IR辐射的反射，反射率于是几乎为0。相反，电极4具有四个孔隙，其间距沿z方向变小(参见路径8)。IR辐射通过孔隙完全透射到半导体材料1中。也就是，一方面沿z方向反射越来越多的辐射，并且另一方面有越来越多的IR辐射透射到半导体材料1中。通过这些变化沿z方向，即在远离辐射源处产生更多载流子。由此可以均衡反射层3的沿z方向不均匀的辐照。
虽然在细节上通过优选实施例详细示出和描述了本发明，但是本发明并不受所公开的示例的限制，并且本领域技术人员可以从中导出其它变型，而不脱离本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种用于探测X射线辐射的直接转换的X射线辐射探测器(C3，C5)，至少具有：
1.1用于探测X射线辐射的半导体材料(1)，
1.2至少一个散射辐射格栅(2)，和
1.3至少一个辐射源(6)，其以附加辐射辐照所述半导体材料(1)，
其中，
1.4所述至少一个散射辐射格栅(2)布置在X射线辐射的光路中的半导体前方，
1.5所述至少一个散射辐射格栅(2)在所述散射辐射格栅的朝向所述半导体材料(1)的下侧上具有至少一个反射层(3)，所述至少一个反射层(3)是弯曲的和/或结构化的，并且所述至少一个反射层被配置为借助所述反射层将附加辐射均匀地反射到所述半导体材料(1)上。
2.根据上述权利要求1所述的X射线辐射探测器(C3，C5)，其特征在于，在所述半导体材料(1)与所述至少一个散射辐射格栅(2)之间构造用于所述附加辐射的缝隙。
3.根据上述权利要求1至2中任一项所述的X射线辐射探测器(C3，C5)，其特征在于，所述至少一个反射层(3)具有至少50％的反射率。
4.根据上述权利要求1至2中任一项所述的X射线辐射探测器(C3，C5)，其特征在于，所述至少一个反射层(3)被构造为平坦的。
5.根据上述权利要求1至2中任一项所述的X射线辐射探测器(C3，C5)，其特征在于，所述至少一个反射层(3)具有至少一个弯曲部。
6.根据上述权利要求1至2中任一项所述的X射线辐射探测器(C3，C5)，其特征在于，所述至少一个反射层(3)具有随着距所述辐射源(6)的距离变化而变化的材料特性。
7.根据上述权利要求1至2中任一项所述的X射线辐射探测器(C3，C5)，其特征在于，所述至少一个反射层(3)具有沿着附加辐射的传播方向来看不同的材料特性。
8.根据上述权利要求1至2中任一项所述的X射线辐射探测器(C3，C5)，其特征在于，与所述至少一个反射层(3)相对置地施加在半导体材料(1)上的电极(4)具有至少一个孔隙。
9.根据上述权利要求1至2中任一项所述的X射线辐射探测器(C3，C5)，其特征在于，所述至少一个反射层(3)由选自如下列表中的至少一种材料制成：反射漆；金属；塑料；化合物和/或半导体。
10.一种CT系统，具有根据上述权利要求1至9中任一项所述的直接转换的X射线辐射探测器(C3，C5)。
11.一种用于借助直接转换的X射线辐射探测器(C3，C5)探测入射的X射线辐射的方法，其中，
11.1用于探测的半导体材料(1)被借助散射辐射格栅的朝向所述半导体材料(1)的下侧上的至少一个反射层(3)以附加辐射均匀地、间接地辐照以生成附加的载流子，
11.2所述至少一个反射层是弯曲和/或结构化的，以及
11.3使用所述半导体材料来探测入射的X射线辐射。
12.根据上述权利要求11所述的方法，其特征在于，使用具有沿着附加辐射的传播方向和/或沿着安装在CT系统(C1)中的X射线辐射探测器(C3，C5)的z方向变化的反射率的至少一个反射层(3)。
13.根据上述权利要求11和12中任一项所述的方法，其特征在于，使用与所述至少一个反射层(3)相对置地施加在半导体材料(1)上的电极(4)，其具有沿着附加辐射的传播方向和/或沿着安装在CT系统(C1)中的X射线辐射探测器(C3，C5)的z方向变化的透射率。
14.根据上述权利要求11至12中任一项所述的方法，其特征在于，在待探测的X射线辐射入射之前和/或期间辐照半导体材料(1)。
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