CN104781694B - 闪烁器阵列、闪烁器、包括闪烁器阵列或闪烁器的辐射检测装置、以及形成它们的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种闪烁器，其可以包括光电传感器表面和邻近光电传感器表面的侧表面。光电传感器表面可以适合于将闪烁光提供给光电传感器。在实施例中，闪烁器可以具有沿着侧表面的凹槽，其中凹槽具有在朝着光电传感器表面的方向上延伸的长度。在另一实施例中，闪烁器可以包括反射器和在闪烁器和反射器之间的透明粘合剂。在特定实施例中，反射器是基本上白色的并且具有至少50的光泽值。闪烁器可以呈阵列的闪烁器元件的形式或者呈单个闪烁器的形式。闪烁器可以耦合到辐射检测装置内的光电传感器。对于阵列，形成阵列的方法可以包括在制造过程期间沿着一个或多个侧表面形成凹槽。

Description

闪烁器阵列、闪烁器、包括闪烁器阵列或闪烁器的辐射检测装 置、以及形成它们的方法

技术领域

本发明涉及闪烁器阵列、闪烁器、包括闪烁器阵列或闪烁器的辐射检测装置、以及形成它们的方法。

背景技术

辐射检测装置在各种应用中被使用。例如，辐射检测装置可以包括可以用于成像应用(如医学诊断装置或安全检查装置)、军事应用等的闪烁器阵列。辐射检测装置的进一步改进是期望的。

附图说明

实施例作为例子被示出并且不受附图限制。

图1包括根据实施例的辐射检测装置的图示。

图2包括根据实施例的闪烁器元件的阵列的图示。

图3包括具有沿着它们的表面的凹槽的闪烁器材料的板和在将工件联结在一起之前插入每个相邻工件之间的反射片材的图示。

图4包括在将板联结在一起之后图3的闪烁器材料的板的图示。

图5包括在切割联结板的部分之后图4的闪烁器材料的切片的图示。

图6包括在沿着闪烁器元件的侧表面形成凹槽之后图5的部分的图示。

熟练技术人员应当领会图中的元件为了简单和清楚而示出并且不必按照比例绘制。例如，图中的一些元件的尺寸可以相对于其它元件放大以帮助改善本发明的实施例的理解。

具体实施方式

以下描述与附图组合被提供以帮助理解本文中公开的教导。以下论述将聚焦于教导的具体实现方式和实施例。该聚焦被提供以帮助描述教导并且不应当被理解为限制教导的范围或可应用性。

当在本文中使用时，关于阵列内的两个特定物品的术语“紧邻”旨在表示没有其它类似物品布置在两个特定物品之间。例如，在闪烁器元件的闪烁器阵列中，两个紧邻闪烁器元件可以彼此接触或间隔；然而，没有其它闪烁器元件布置在两个紧邻闪烁器元件之间。应当注意空气、反射片材、填充材料等可以布置在两个紧邻闪烁器元件之间。

关于闪烁器元件的术语“光电传感器表面”旨在表示耦合到或打算耦合到光电传感器的表面。关于闪烁器元件的术语“侧表面”旨在表示邻近光电传感器表面的表面。

术语“稀土”或“稀土元素”旨在表示元素周期表中的Y、Sc和镧系元素(La至Lu)。在化学式中，稀土元素将由“RE.”表示。

术语“包括”、“包含”、“具有”或它们的任何其它变型旨在涵盖非排他包括。例如，包括特征的列表的过程、方法、制品或装置不必仅仅被限制到那些特征，而是可以包括未明确列出的其它特征或这样的过程、方法、制品或装置固有的其它特征。此外，除非相反地明确说明，“或”表示兼或而不是异或。例如，条件A或B由以下的任何一个满足：A为真(或存在)并且B为假(或不存在)，A为假(或不存在)并且B为真(或存在)，以及A和B都为真(或存在)。

“一”的使用用于描述本文中所述的元件和部件。这样做仅仅是为了方便和赋予本发明的范围的一般意义。该描述应当被理解为包括一个或至少一个并且单数也包括复数，反之亦然，除非显而易见它具有另外含义。

除非另外限定，本文中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属的领域中的普通技术人员的通常理解相同的含义。材料、方法和例子仅仅是示例性的并且不旨在限制。在本文中未描述的范围内，关于具体材料和加工行动的许多细节是常规的并且可以在闪烁和辐射检测领域内的教科书和其它资源中找到。

像素阵列或闪烁器内的闪烁器元件可以具有适合于将闪烁光提供给光电传感器的光电传感器表面。在实施例中，基本上白色的反射片材可以在闪烁器元件的对之间，并且透明粘合剂可以布置在反射片材和闪烁器元件之间。在特定实施例中，反射片材可以具有至少大约50的光泽值。在另一实施例中，闪烁器元件或闪烁器可以包括沿着闪烁器元件或闪烁器的一个或多个侧面的凹槽。凹槽可以具有在朝着光电传感器表面的方向上的长度。基本上白色的反射片材、透明粘合剂、凹槽或它们的任何组合可以帮助改善从闪烁器元件或闪烁器输出的光，当光耦合到辐射检测装置中的光电传感器时这又可以帮助改善信噪比。

图1示出辐射检测装置10的实施例。辐射检测装置可以是医学成像装置、测井装置、安全检查装置、中子检测装置、军事应用等。

在所示的实施例中，辐射检测装置10包括闪烁器元件122的阵列12、光电传感器142的阵列14和控制模块16。阵列12包括闪烁器元件122和背衬材料124。闪烁器元件122可以包括无机闪烁器材料，如稀土或其它金属卤化物；稀土硫化物，氧硫化物，锗酸盐，硅酸盐(例如，氧正硅酸盐，焦硅酸盐等)；石榴石；CdWO₄；CaWO₄；ZnS；ZnO；ZnCdS；另一合适的闪烁器材料；等等。在特定实施例中，闪烁器元件122可以包括氧正硅酸镥、氧正硅酸镥钇、稀土铝石榴石、碘化铯或钾冰晶石。闪烁器材料可以是多晶的或基本上单晶的。在实施例中，当闪烁器元件122俘获目标辐射时闪烁器元件122可以生成闪烁光。在特定实施例中，目标辐射可以包括伽马辐射、x射线、中子、另一合适的辐射或它们的任何组合。来自闪烁器元件122的闪烁光穿过它们的光电传感器表面120，并且因此光电传感器表面120可以将闪烁光提供给光电传感器142。

背衬材料124可以对目标辐射基本上透明。在实施例中，背衬材料124可以对闪烁光基本上不透明。以该方式，来自辐射检测装置10的外部的环境光不太可能由光电传感器142的阵列14或控制模块16误判为闪烁光。背衬材料124可以包括塑料，如环氧树脂、聚丙烯、另一聚合物或它们的任何组合。背衬材料124自身可以是反射性的或者反射材料可以布置在闪烁器元件122和背衬材料124之间。此外，如果需要或想要的话，粘性化合物可以布置在闪烁器元件122和背衬材料124之间。粘性化合物可以是反射性的或者对于闪烁光是光学透明的或半透明的。随后在本说明书中更详细地论述阵列12内的闪烁器元件122的形状、尺寸和间隔。

阵列14包括光电传感器142和衬底144。闪烁器元件122光耦合到光电传感器142。基本上透明的材料130可以布置在闪烁器元件122和光电传感器142之间。材料130可以呈固体、液体或气体的形式。在未示出的另一实施例中，闪烁器元件122可以接触光电传感器142。闪烁器元件122与光电传感器142的比率可以为1∶1、2∶1、5∶1乃至更高。

光电传感器142可以包括光电倍增管、基于半导体的光电倍增管、混合光电传感器或它们的任何组合。光电传感器142可以接收由闪烁器元件122发射的光子并且然后产生对应于被接收的光子的电子脉冲。在特定实施例中，衬底144可以包括用于光电传感器142的电连接器、用于引导电子信号的印刷接线板等。

光电传感器142电耦合到控制模块16。在所示的实施例中，光电传感器142双向耦合到控制模块16，并且在(未示出的)另一实施例中，光电传感器142单向耦合到控制模块16。来自光电传感器142的电子脉冲可以由控制模块16成形、数字化、分析或进行它们的任何组合以提供在光电传感器142处接收的光子的计数并且产生用于成像或其它目的的信息。控制模块16可以包括放大器、前置放大器、鉴别器、模数信号转换器、光子计数器、另一电子部件或它们的任何组合。控制模块16可以包括逻辑以基于电子脉冲或它们的缺失并且至少部分地基于由光电传感器142提供的电子脉冲确定接收目标辐射的特定闪烁元件或闪烁器元件的位置。可以从来自控制模块16的位置和强度信息生成图像。

图2包括将由阵列14的光电传感器142看到的阵列12的图示。因此，在图2中看到闪烁器元件122的光电传感器表面120。在所示的实施例中，闪烁器元件122被组织成沿着在x方向和y方向上延伸的假想线定位的行和列。在另一实施例中，可以使用不同分组。闪烁器元件122通过空间232和空间234彼此分离。阵列12可以由白色、不透明材料242围绕。在非限制性实施例中，材料242可以包括白色环氧树脂、白色硅橡胶或另一合适的材料。

空间232的长度示出为在x方向上延伸，并且空间234的长度示出为在y方向上延伸。空间232的长度大致彼此平行并且大致垂直于空间234的长度。类似于空间232，空间234大致彼此平行。在另一实施例中，空间232的长度可以沿着彼此交叉的线定位，并且空间232的长度可以成除了90°以外的角与空间234的长度交叉。在(未示出的)特定实施例中，闪烁器元件122可以呈平行四边形的形式，由两个相邻边限定的它的角为锐角或钝角。类似于空间232的长度，空间234的长度可以沿着彼此交叉的线定位。在(未示出的)另一特定实施例中，闪烁器元件122可以具有形状。

当目标辐射由特定闪烁器元件122俘获时，特定闪烁器元件122可以发射闪烁光。在另一实施例中，闪烁光可以由多个闪烁器元件122生成，并且闪烁光的强度可以在闪烁器元件122之间不同。闪烁光可以由光电传感器142接收并且转换成电子脉冲，所述电子脉冲可以用于确定目标辐射由阵列12俘获的特定位置。

闪烁器元件122被示出为矩形。在另一实施例中，闪烁器元件122可以具有不同形状，如另一四边形、六边形、八边形、另一多边形、圆形、卵形、椭圆形等。在(未示出的)另一实施例中，闪烁器元件122可以在相同阵列内具有不同形状。在阅读该说明书之后，熟练技术人员将能够确定满足特定应用的需要或要求的闪烁器元件122的形状。

闪烁器元件122的每一个具有长度222、宽度224和厚度(未在图2中示出)。厚度延伸到图2的页面中。在实施例中，闪烁器元件122的长度和宽度不大于大约9mm，在另一实施例中，不大于大约5mm，并且在又一实施例中，不大于大约3mm。在特定实施例中，闪烁器元件122的长度和宽度在大约1至2mm的范围内。闪烁器元件122的深度可以至少部分地由闪烁器元件122内的闪烁器材料的阻止能力确定。理想地，到达闪烁器元件122的所有目标辐射由该闪烁器元件122俘获。闪烁器元件的纵横比是沿着闪烁器元件的中心轴线测量的闪烁器元件的深度与闪烁器元件的光电传感器表面的长度或宽度的比率。在实施例中，闪烁器元件122的中间纵横比为至少大约2∶1、至少大约4∶1或至少大约7∶1。尽管纵横比理论上没有限制，但是纵横比可以不大于大约50∶1、不大于大约40∶1或不大于大约20∶1。凹槽(未在图2中示出)在紧邻空间232和234的侧面沿着闪烁器元件。在制造闪烁器阵列的过程期间形成凹槽，如下面更详细地所述。

现在关注制造辐射检测装置10的方法，如图3至6中所示。尽管关于特定形状示出阵列12的形成，但是熟练技术人员将领会可以使用其它形状。

图3包括具有闪烁器材料的板32和反射材料的反射片材34的透视图的图示。闪烁器材料块可以被切割以形成板32。板32可以包括先前所述的闪烁器材料中的任何一种。板32可以具有大致相同的形状。在所示的实施例中，每个板32的面沿着每个板32的顶表面和底表面并且由厚度分离。面可以具有形状，如另一四边形、六边形、八边形、另一多边形、圆形等。在另一实施例中，板32可以具有彼此相比不同的形状。板32的厚度可以大致相同或者可以不同。因此，在实施例中，板32的厚度不大于大约9mm，在另一实施例中，不大于大约5mm，并且在又一实施例中，不大于大约3mm。

板32包括凹槽36，所述凹槽可以在切割动作期间当形成板32时形成或者可以在切割板32之后形成。切割操作可以使用锯、激光器、水喷射、另一合适的切割工具或它们的任何组合执行。在特定实施例中，切割操作可以使用线锯执行。板32可以被研磨、抛光或进行另一合适的加工以形成凹槽36。凹槽36可以由留下工具痕迹的工具形成。当闪烁器材料较软时可以使用研磨。这样的较软闪烁器材料可以包括金属卤化物、闪烁器塑料等。当闪烁器材料较硬时可以使用抛光。这样的较硬闪烁器材料可以包括金属硅酸盐、金属锗酸盐、石榴石等。凹槽36可以沿着板32的相对侧面形成，因此板32的下侧面也具有凹槽36，但是沿着这样的下侧面的凹槽36未在图3中示出。

在研磨或抛光中使用的磨料颗粒可以包括钻石、氧化铝或比凹槽36形成于其中的闪烁器材料更硬的另一材料。在实施例中，磨料颗粒的平均粒度为至少大约9微米、至少大约15微米或至少大约30微米，并且在另一实施例中，磨料颗粒的平均粒度不大于大约900微米、不大于大约300微米、至少大约90微米或不大于50微米。在特定实施例中，磨料颗粒的平均粒度在大约30到大约90微米的范围内。

反射片材34可以放置在板32之间。在实施例中，反射片材34可以包括基本上白色的塑料片材，如聚酯、聚四氟乙烯等。在特定实施例中，基本上白色的塑料片材具有至少大约50、至少大约55或至少大约60的光泽值，并且在另一实施例中，光泽值可以不大于大约75、不大于大约60、不大于大约50。可以通过使用从美国马里兰州哥伦比亚市的BYK-Gardner USA可获得的micro-gloss 60°^TM牌光泽计成60°角测量反射材料的样本获得光泽值。

在另一实施例中，反射片材34可以包括金属箔或者可以使用金属化塑料片材，如金属化聚酯。在又一实施例中，反射片材34可以是具有小于50的光泽值的基本上白色的反射片材。尽管金属箔、金属化塑料片材或具有较低光泽值的基本上白色的反射片材可以在一些应用中使用，但是具有更高光泽值的基本上白色的反射片材与这样的其它反射器相比可以产生最高光输出。

反射片材34的厚度可以大致相同或彼此不同。反射片材34具有的形状可以大致对应于板32的形状。在另一实施例中反射片材34可以大于或小于板32的面部区域。反射片材34的厚度可以大体对应于空间232的宽度，如图2中所示。在实施例中，反射片材的厚度可以不大于大约0.10mm(大约4密耳)。

粘合剂材料可以施加到板32的面，并且反射片材34可以插入板32的每一个之间，大体如图3中的箭头所示。粘合剂材料可以是透明粘合剂，如透明环氧树脂或透明硅橡胶。粘合剂材料的厚度可以不大于大约25微米、不大于大约20微米或不大于大约15微米。在另一实施例中，粘合剂材料的厚度可以为至少大约2nm。

板32、反射片材34和粘合剂材料然后可以联结在一起以形成物体40，如图4中所示。由于反射片材34的较薄厚度(相比于板32)，反射片材34未在随后的图中示出，但是反射片材34存在。可以通过将板32和反射片材34压在一起并且然后去除可能从板32之间的区域流动的任何残余粘合剂材料执行联结。当在本文中使用时，这样的区域被称为联结区域，所述联结区域包括紧邻板32的面之间的区域。所以，联结区域可以包括反射片材34中的一个和保留在板32之间的粘合剂材料。在如图4中所示的实施例中，物体40可以呈块的形状。在另一实施例中，可以不需要粘合剂材料，原因是反射片材34可以是粘合剂，或者板32和反射片材34可以被联结使得不需要粘合剂材料。

图5包括在物体40切割成切片52之后的透视图的图示。在所示的实施例中，切片52具有大约2mm的厚度。切割可以大致垂直于联结区域或成明显不同的角。

图6包括在凹槽66沿着切片52的相对侧面形成之后的透视图的图示。其它切片52也将包括凹槽66，所述凹槽具有在与先前形成的凹槽36相同的一般方向上延伸的长度。可以使用先前关于凹槽36所述的任何设备、材料和技术形成凹槽66。相比于凹槽36，可以使用相同的设备或不同的设备、相同的材料或不同的材料或相同的技术或不同的技术形成凹槽66。类似于凹槽36，可以沿着切片52的相对侧面形成凹槽66。

每个闪烁器元件122的凹槽36、66或这样的凹槽的任何组合理想地平行于这样的闪烁器元件122的中心线轴线。实际上，凹槽可以具有相对于平面测量的偏移角，其中中心线轴线延伸通过光电传感器表面120的中心，并且中心线轴线沿着该平面定位并且该平面与侧表面交叉。相比于沿着相同侧表面并且远离侧表面的中心的另一凹槽，靠近侧表面的中心的凹槽可以具有不同偏移角。在实施例中，闪烁器元件122的偏移角的中值可以不大于大约9°、不大于大约5°、不大于大约2°或不大于大约0.9°，并且在另一实施例中，偏移角的中值可以为至少大约0.0001°。凹槽36、66或这样的凹槽的任何组合可以沿着它的相应闪烁器元件122的长度的至少大约50％、至少大约75％、至少大约90％或至少大约95％延伸。在特定实施例中，凹槽沿着这样的闪烁器元件的大致全部长度延伸。凹槽可以具有相应线，并且相应线的至少50％、至少大约80％或至少大约90％与光电传感器表面120交叉。在实施例中，凹槽可以具有至少大约0.5微米、至少大约2微米或至少大约5微米的中间深度，并且在另一实施例中，凹槽可以具有不大于大约200微米、不大于大约90微米或不大于大约50微米的中间深度。在又一实施例中，凹槽可以具有至少大约0.5微米、至少大约2微米或至少大约5微米的中间宽度，并且在另一实施例中，凹槽可以具有不大于大约200微米、不大于大约90微米或不大于大约50微米的中间深度。

凹槽36、66或这样的凹槽的任何组合中的至少两个可以具有不同深度、不同宽度或两者。对于任何特定凹槽36或66，在特定凹槽的相对侧面上这样的凹槽和紧邻凹槽之间的间隔可以不同。凹槽36、66或这样的凹槽的任何组合可以具有随机分配的深度、宽度或两者。紧邻凹槽之间的间隔可以是随机分配的间隔。当在本文中使用时，“随机”旨在表示深度、宽度或间隔不具有一致的深度、宽度或间隔或深度、宽度或间隔的预定模式。例如，作为离闪烁器元件122的中心线轴线的距离的函数的凹槽的深度不是随机的。由于研磨可能涉及可能彼此不均匀间隔开的不同尺寸的颗粒，因此凹槽可能反映这一点，并且因此，研磨很可能形成具有随机宽度、随机深度和随机间隔的凹槽。在特定实施例中，沿着闪烁器元件122的相同侧面的凹槽可以具有随机宽度、随机深度、随机间隔或它们的任何组合。

切片52可以分组成行和列以形成阵列，如图1和2中的阵列12。空间232可以对应于反射片材34所处的位置。切片52可以安装到背衬材料124上。空间234可以填充有反射材料，所述反射材料可以包括基本上白色或镜面材料。在特定实施例中，反射材料82可以包括环氧树脂或包括白色或金属颗粒的其它聚合物材料。在替代实施例中，空间234可以保持敞开并且随后不被填充。阵列12可以包封有白色、不透明材料242。在实施例中，白色、不透明材料242形成为使得它包封阵列12，并且沿着光电传感器表面120定位的白色、不透明材料的一部分被去除以暴露光电传感器表面120。在另一实施例中，光电传感器表面120可以被覆盖使得白色、不透明材料242不覆盖光电传感器表面120，使得不需要去除步骤或仅仅需要沿着阵列的周边处的用于闪烁器元件122的光电传感器表面的小部分去除。在特定实施例中，可以在相同的方法步骤期间使用相同的材料或相同的材料组执行材料82和242的应用。

在闪烁器阵列12中，反射片材34和透明粘合剂材料沿着闪烁器元件122的相对侧表面，并且反射材料82且没有透明粘合剂沿着另一相对侧表面。以该方式，闪烁器元件122之间的串扰可以保持在低水平而不必使用复杂的制造工艺。

参考图1，闪烁器阵列12和光电传感器阵列14然后可以安装在装置内使得闪烁器元件122和光电传感器142彼此光耦合。光电传感器142可以通过连接器、接线、带状电缆、开关或在装置中使用的其它电子部件电耦合到控制模块16。

在另一实施例中，并非所有侧表面具有凹槽。对于50％以上的闪烁器元件122，凹槽可以沿着至少一个侧表面。在另一实施例中，50％以上的闪烁器元件122的两个侧表面具有凹槽。两个侧表面可以彼此相邻或相对。两个其它侧表面可以具有或不具有凹槽。在又一实施例中，50％以上的闪烁器元件的三个侧表面具有凹槽。对于所述的三个侧面，组成每个侧面的50％以上的闪烁器元件的特定闪烁器元件可以是闪烁器元件的不同组合的相同特定闪烁器元件。

沿着侧表面，具有在大致平行于光电传感器表面120的方向上的长度的凹槽不是期望的，原因是闪烁光将不如大致平行于中心轴线的凹槽有效地朝着光电传感器表面120传播。由于操作或另一问题，这样的凹槽可能存在于阵列12的周边处的侧表面上。与阵列12的外周边间隔开的内部闪烁器元件122的侧表面被保护并且可以不具有大致平行于光电传感器表面120的沿着侧表面的凹槽。

在另一实施例中，将具有凹槽的一个或多个侧表面可能不是由于操作错误或另一原因。因此，内部闪烁器元件122可能不具有沿着侧表面的任何凹槽，即使阵列12中的远远超过90％的其它内部闪烁器元件122具有沿着所有侧表面的凹槽。

凹槽可以用于具有单个闪烁器的装置。单个闪烁器具有圆柱形状和仅仅一个侧表面，并且一个侧表面可以包括类似于凹槽36的凹槽。在另一实施例中，单个闪烁器可以具有带有多个侧表面的不同形状。侧表面中的一个、一些或全部可以具有类似于凹槽36的凹槽。在特定实施例中，透明粘合剂材料、反射片材或两者可以大致侧向地围绕单个闪烁器。

本文中所述的实施例可以改善辐射检测装置的信噪比。透明粘合剂、基本上白色的反射器、凹槽或它们的任何组合帮助闪烁光朝着闪烁器的光电传感器表面传播，并且因此，可以改善闪烁光输出。相比于不具有沿着侧表面的凹槽、基本上白色的并且具有至少大约50的光泽值的反射片材34以及闪烁器元件122和反射片材34之间的透明粘合剂材料的大致相同的闪烁器元件，闪烁光输出可以增加30％至50％。光输出的改善的量是预料不到的。应当注意在特定实施例中，并非所有侧表面需要具有凹槽，并且反射片材34不需要是基本上白色的并且具有至少大约50的光泽值。沿着一个或一些侧表面但非所有侧表面的凹槽可以改善闪烁光输出。此外，包括金属箔、金属化塑料或具有小于50的光泽值的基本上白色的反射器的反射片材可以被使用，但是改进可能不那么大。到达光电传感器的更多闪烁光允许光电传感器生成更强的电子信号。如本文中所述的概念未被预期增加背景噪声。所以，信噪比更高。

光输出的改善可以由闪烁器元件的纵横比实现。闪烁器元件的纵横比是沿着中心轴线测量的闪烁器元件的深度与闪烁器元件的光电传感器表面的长度或宽度的比率。胜过传统闪烁器阵列的光输出的相对改善在纵横比变大的情况下变得明显。

在传统阵列中，板和切片将被切割成期望的最后厚度。如果板或切片太厚，则板或切片将被研磨到期望的最后厚度。在传统闪烁器阵列中，一些闪烁器元件可能不具有沿着侧表面的任何凹槽，其它闪烁器元件可能具有带有大致平行于光电传感器表面的长度的沿着侧表面的凹槽，并且另外的其它闪烁器元件可能具有带有朝着光电传感器表面延伸的长度的沿着侧表面的凹槽。在传统阵列中，大致小于50％的闪烁器元件具有带有朝着光电传感器表面延伸的长度的沿着侧表面的凹槽。此外，闪烁器阵列具有在闪烁器元件之间的不佳的光输出均匀性，这是非期望的。不同于传统阵列，如本文中所述的闪烁器元件122可以制造成具有凹槽，所述凹槽帮助改善闪烁光输出并且导致阵列内的不同闪烁器元件122之间的明显更均匀的闪烁光输出。

制造工艺的修改相对较小并且可以使用现有的工具。板和切片可以被切割成比期望的最后厚度更厚的厚度并且然后研磨以形成凹槽并且获得期望最后厚度。可能不需要相同类型的更多工具(例如，更多的研磨机)。即使需要购买相同类型的更多工具，也不需要针对以前在制造闪烁器阵列中未使用的不同类型的工具可能需要的工艺开发。

实施例可以根据下面列出的任何一项或多项。

项1.一种闪烁器阵列，其包括：闪烁器元件；以及在一对闪烁器元件之间的反射片材，其中所述反射片材是基本上白色的并且具有至少大约50的光泽值。

项2.根据项1所述的闪烁器阵列，其还包括布置在所述反射片材和所述闪烁器元件之间的透明粘合剂材料。

项3.根据项1或2所述的闪烁器阵列，其中：每个闪烁器元件包括光电传感器表面和邻近所述光电传感器表面的侧表面；所述光电传感器表面适合于将闪烁光提供给光电传感器；并且所述闪烁器元件中的至少一个具有沿着所述侧表面的每一个的凹槽，其中所述凹槽具有在朝着所述光电传感器表面的方向上延伸的长度。

项4.一种闪烁器阵列，其包括：闪烁器元件，其中：每个闪烁器元件包括光电传感器表面和邻近所述光电传感器表面的第一侧表面；所述光电传感器表面适合于将闪烁光提供给光电传感器；并且50％以上的所述闪烁器元件具有沿着所述第一侧表面的凹槽，其中所述凹槽具有在朝着所述光电传感器表面的方向上延伸的长度；以及邻近所述闪烁器元件的透明粘合剂材料。

项5.根据项4所述的闪烁器阵列，其还包括在一对闪烁器元件之间的反射片材，其中所述透明粘合剂材料布置在所述反射片材和所述一对闪烁器元件内的每个闪烁器元件之间。

项6.根据项5所述的闪烁器阵列，其中所述反射片材是基本上白色的并且具有至少大约50的光泽值。

项7.根据项4至6中的任一项所述的闪烁器阵列，其中：每个闪烁器元件还包括邻近所述光电传感器表面的第二侧表面；并且50％以上的所述闪烁器元件具有沿着所述第二侧表面的凹槽。

项8.根据项4至6中的任一项所述的闪烁器阵列，其中：每个闪烁器元件还包括邻近所述光电传感器表面的第二侧表面，邻近所述光电传感器表面的第三侧表面，和邻近所述光电传感器表面的第四侧表面；并且所述闪烁器元件中的至少一些具有沿着所述第一、第二、第三和第四侧表面的每一个的凹槽。

项9.根据项8所述的闪烁器阵列，其中其它闪烁器元件具有沿着至少两个侧表面的凹槽并且没有沿着其它侧表面中的一个或两个的凹槽。

项10.一种闪烁器阵列，其包括闪烁器元件，其中：每个闪烁器元件包括光电传感器表面和邻近所述光电传感器表面的侧表面；所述光电传感器表面适合于将闪烁光提供给光电传感器；并且所述闪烁器元件包括具有侧表面的内部闪烁器元件，所述侧表面不具有带有大致平行于由所述光电传感器表面限定的平面的长度的凹槽。

项11.一种形成闪烁器阵列的方法，其包括：由闪烁器材料块形成板；将反射片材和透明粘合剂材料放置在紧邻的板之间；将所述板和反射材料的组合切割成切片；以及执行活动，所述活动包括：沿着所述板的至少一个表面形成第一凹槽，其中所述第一凹槽在大致平行于所述板的中心线的第一方向上定向；沿着所述切片的至少一个表面形成第二凹槽，其中所述第二凹槽在大致平行于正在形成的闪烁器元件的中心线的第二方向上定向；或形成所述第一凹槽和所述第二凹槽两者。

项12.根据项11所述的方法，其中所述反射片材是基本上白色的并且具有至少大约50的光泽值。

项13.根据项11或12所述的方法，其还包括将所述切片制造成闪烁器阵列，其中在切割所述板的组合之后不将透明粘合剂施加到所述切片。

项14.根据项11至13中的任一项所述的方法，其中所述方法包括：在将所述反射材料放置在紧邻的板之间之前沿着所述板的相对表面形成所述第一凹槽；以及沿着所述切片的相对表面形成所述第二凹槽。

项15.根据项11至14中的任一项所述的方法，其中所述第一凹槽、所述第二凹槽或两者由沿着所述板或切片的表面留下工具痕迹的工具形成。

项16.根据项11至14中的任一项所述的方法，其中通过研磨所述板或切片的表面形成所述第一凹槽、所述第二凹槽或两者。

项17.根据项16所述的方法，其中使用具有至少大约9微米、至少大约15微米或至少大约30微米的平均粒度的颗粒执行研磨。

项18.根据项16或17所述的方法，其中使用具有不大于大约900微米、不大于大约300微米、不大于大约90微米或不大于大约50微米的平均粒度的颗粒执行研磨。

项19.根据项16或17所述的方法，其中通过抛光所述板或切片的表面形成所述第一凹槽、所述第二凹槽或两者。

项20.根据项11至19中的任一项所述的方法，其还包括沿着所述切片的相对侧面放置白色反射材料。

项21.一种辐射检测装置，其包括：根据前述权利要求中的任一项所述的闪烁器阵列；以及沿着至少一个闪烁器元件中的光电传感器表面将光电传感器光耦合到所述至少一个闪烁器元件。

项22.根据前述权利要求中的任一项所述的闪烁器阵列、闪烁器或辐射检测装置，其中所述闪烁器元件的每一个具有中心线轴线，所述凹槽的每一个具有相对于所述中心线轴线测量的相应偏移角，并且所述相应偏移角的中值不大于大约20°、不大于大约9°、不大于大约5°、不大于大约2°或不大于大约0.9°。

项23.一种闪烁器，其包括：单个闪烁器元件，所述单个闪烁器元件具有光电传感器表面、侧表面和沿着所述侧表面的凹槽，其中所述光电传感器表面适合于将闪烁光提供给光电传感器，所述侧表面邻近所述光电传感器表面，并且所述凹槽具有在朝着所述光电传感器表面的方向上延伸的长度；反射片材，所述反射片材大致侧向地围绕所述单个闪烁器元件并且是基本上白色的并且具有至少大约50的光泽值；以及透明粘合剂材料，所述透明粘合剂材料侧向地围绕所述单个闪烁器元件并且布置在所述单个闪烁器元件和所述反射片材之间。

项24.一种辐射检测装置，其包括：根据项23所述的闪烁器；以及光电传感器，所述光电传感器沿着所述闪烁器的光电传感器表面光耦合到所述闪烁器。

项25.根据项1至23中的任一项所述的闪烁器阵列、辐射检测装置或方法，其中：每个闪烁器元件包括光电传感器表面，邻近所述光电传感器表面的第一对相对侧表面，和邻近所述光电传感器表面的第二对相对侧表面；并且至少50％的所述闪烁器元件具有沿着所述第一对相对侧表面布置的透明粘合剂材料并且没有沿着所述第二对相对侧表面的透明粘合剂。

项26.根据前述项中的任一项所述的闪烁器阵列、闪烁器、辐射检测装置或方法，其中所述凹槽沿着具有所述凹槽的所述闪烁器或闪烁器元件的长度的至少大约50％、至少大约75％、至少大约90％或至少大约95％延伸。

项27.根据前述项中的任一项所述的闪烁器阵列、闪烁器、辐射检测装置或方法，其中所述凹槽沿着具有所述凹槽的所述闪烁器或闪烁器元件的大致全部长度延伸。

项28.根据前述项中的任一项所述的闪烁器阵列、闪烁器、辐射检测装置或方法，其中沿着任何特定侧表面的所述凹槽中的至少两个具有不同深度、不同宽度或不同深度和宽度。

项29.根据前述项中的任一项所述的闪烁器阵列、闪烁器、辐射检测装置或方法，其中紧邻的凹槽之间的至少两个间隔是不同间隔。

项30.根据前述项中的任一项所述的闪烁器阵列、闪烁器、辐射检测装置或方法，其中沿着任何特定侧表面的所述凹槽具有随机分配的深度、随机分配的宽度或随机分配的深度和宽度。

项31.根据前述项中的任一项所述的闪烁器阵列、闪烁器、辐射检测装置或方法，其中紧邻的凹槽之间的间隔是随机分配的间隔。

项32.根据前述项中的任一项所述的闪烁器阵列、闪烁器、辐射检测装置或方法，其中所述凹槽具有至少大约0.5微米、至少大约2微米或至少大约5微米的中间深度。

项33.根据前述项中的任一项所述的闪烁器阵列、闪烁器、辐射检测装置或方法，其中所述凹槽具有不大于大约200微米、不大于大约90微米或不大于大约50微米的中间深度。

项34.根据前述项中的任一项所述的闪烁器阵列、闪烁器、辐射检测装置或方法，其中所述凹槽具有相应线，其中所述相应线的至少大约50％与所述光电传感器表面交叉。

许多不同方面和实施例是可能的。在本文中描述那些方面和实施例中的一些。在阅读该说明书之后，熟练技术人员将领会那些方面和实施例仅仅是示例性的并且不限制本发明的范围。实施例可以根据下面列出的任何一项或多项。

应当注意并不需要上面在一般描述或例子中所述的所有活动，可以不需要特定活动的一部分，并且除了所述的活动以外可以执行一个或多个另外的活动。更进一步地，列出活动的顺序不必是执行它们的顺序。

例子

将在以下例子中进一步描述本文中所述的概念，以下例子不限制权利要求中所述的本发明的范围。例子证明阵列配置的变化影响闪烁器阵列的光输出。除了下面指出的以外，如下所述的闪烁器阵列彼此大致相同。用于闪烁器元件的材料是CsI(T1)。闪烁器元件具有7∶1的纵横比。

阵列1

阵列1包括传统反射器，所述传统反射器是在一个侧面上光泽值为24并且在相对侧面上为25的白色反射片材。在闪烁器元件和传统反射器之间使用透明环氧树脂。闪烁器元件由被切割的板和切片制造，也就是没有如先前所述的研磨或抛光。

阵列2

除了传统反射器由具有66的光泽值的反射片材替换之外，阵列2与阵列1大致相同。

阵列3

除了板和切片如先前所述被研磨并且在阵列内定向以外，阵列3与阵列2大致相同。

比较阵列1

比较阵列1包括传统反射器，在闪烁器元件和传统反射器之间使用白色环氧树脂。白色环氧树脂是混合有白色颗粒(如TiO₂或Al₂O₃颗粒)的上述的透明环氧树脂。闪烁器元件由混合精整板制造。当切割板时，一些欠尺寸，其它超尺寸，并且另外的其它具有在期望范围内的尺寸。每个超尺寸板将一个侧面研磨到正确厚度。阵列的混合精整板包括欠尺寸板，研磨的、超尺寸板，和切割到期望厚度的板。关于研磨，超尺寸板被组装而不考虑研磨所导致的凹槽的取向。因而，研磨板中的一些的凹槽被认为大致平行于闪烁元件的中心轴线，并且其它研磨板的凹槽被认为大致垂直于闪烁元件的中心轴线。

先前所述的阵列暴露于¹³⁷Cs和²⁴¹Am辐射源，其中对于每个辐射源，闪烁器阵列暴露于辐射的大致相同剂量。表1和2包括收集的数据的平均光输出数据和光输出的改善(相比于比较阵列1)。在计算平均光输出之前排除异常值。

表1-¹³⁷Cs

表2-²⁴¹Am

当白色环氧树脂由透明环氧树脂替换时光输出改善大约18％(阵列1对比比较阵列1)。当使用如先前所述的实施例研磨板和切片时光输出还可以增加大约10％(阵列3对比阵列2)。

为了清楚，在独立实施例的背景下描述的某些特征也可以在单个实施例中组合地被提供。相反地，为了简洁在单个实施例的背景下描述的各种特征也可以独立地或以任何子组合被提供。

上面关于特定实施例描述了益处、其它优点和问题的解决方案。然而，益处、优点、问题的解决方案和可以导致任何益处、优点或解决方案发生或变得更显著的任何(一个或多个)特征不应当被理解为任何或所有权利要求的关键的、需要的或必要的特征。

本文中所述的实施例的说明书和附图旨在提供各种实施例的结构的一般理解。说明书和附图不旨在用作使用本文中所述的结构或方法的一个或多个装置的所有元件和特征的穷尽和全面描述。独立实施例也可以在单个实施例中组合地被提供，并且相反地，为了简洁在单个实施例的背景下描述的各种特征也可以独立地或以任何子组合被提供。此外，提及用范围描述的值包括该范围内的每一个值。熟练技术人员只有在阅读该说明书之后可以显而易见许多其它实施例。其它实施例可以被使用并且来源于本公开，使得可以进行结构替换、逻辑替换或另一变化而不脱离本公开的范围。因此，本公开应当被视为示例性的而不是限制性的。

Claims (16)

1.一种闪烁器阵列，其包括：

闪烁器元件；以及

在一对闪烁器元件之间的反射片材，其中所述反射片材是基本上白色的并且具有至少50的光泽值，

其中：

每个闪烁器元件包括光电传感器表面和邻近所述光电传感器表面的侧表面；

所述光电传感器表面适合于将闪烁光提供给光电传感器；并且

所述闪烁器元件中的至少一个具有沿着所述侧表面的每一个的凹槽，其中所述凹槽具有在朝着所述光电传感器表面的方向上延伸的长度。

2.根据权利要求1所述的闪烁器阵列，其还包括布置在所述反射片材和所述闪烁器元件之间的透明粘合剂材料。

3.根据权利要求1或2所述的闪烁器阵列，其中：

所述凹槽具有至少0.5微米且不大于200微米的中间深度。

4.一种闪烁器阵列，其包括：

闪烁器元件，其中：

每个闪烁器元件包括光电传感器表面和邻近所述光电传感器表面的第一侧表面；

所述光电传感器表面适合于将闪烁光提供给光电传感器；并且

50％以上的所述闪烁器元件具有沿着所述第一侧表面的凹槽，其中所述凹槽具有在朝着所述光电传感器表面的方向上延伸的长度；以及邻近所述闪烁器元件的透明粘合剂材料。

5.根据权利要求4所述的闪烁器阵列，其还包括在一对闪烁器元件之间的反射片材，其中所述透明粘合剂材料布置在所述反射片材和所述一对闪烁器元件内的每个闪烁器元件之间。

6.根据权利要求5所述的闪烁器阵列，其中所述反射片材是基本上白色的并且具有至少50的光泽值。

7.根据权利要求4至6中的任一项所述的闪烁器阵列，其中：

每个闪烁器元件还包括邻近所述光电传感器表面的第二侧表面；并且

50％以上的所述闪烁器元件具有沿着所述第二侧表面的凹槽。

8.一种闪烁器阵列，其包括闪烁器元件，其中：

每个闪烁器元件包括光电传感器表面和邻近所述光电传感器表面的侧表面；并且

所述光电传感器表面适合于将闪烁光提供给光电传感器，其中所述闪烁器阵列包括：

具有侧表面的内部闪烁器元件，所述内部闪烁器元件的侧表面不具有带有大致平行于由所述光电传感器表面限定的平面的长度的凹槽，以及

沿着所述阵列的周边的闪烁器元件，所述沿着所述阵列的周边的闪烁器元件具有沿所述邻近所述光电传感器表面的侧表面的凹槽，所述凹槽具有在朝着所述光电传感器表面的方向上延伸的长度。

9.一种形成闪烁器阵列的方法，其包括：

由闪烁器材料块形成板；

将反射片材和透明粘合剂材料放置在紧邻的板之间；

将所述板和反射材料的组合切割成切片；以及

执行活动，所述活动包括：

沿着所述板的至少一个表面形成第一凹槽，其中所述第一凹槽在大致平行于所述板的中心线的第一方向上定向；

沿着所述切片的至少一个表面形成第二凹槽，其中所述第二凹槽在大致平行于正在形成的闪烁器元件的中心线的第二方向上定向；或形成所述第一凹槽和所述第二凹槽两者。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述反射片材是基本上白色的并且具有至少50的光泽值。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其中所述方法包括：

在将所述反射材料放置在紧邻的板之间之前沿着所述板的相对表面形成所述第一凹槽；以及

沿着所述切片的相对表面形成所述第二凹槽。

12.根据权利要求9至10中的任一项所述的方法，其还包括沿着所述切片的相对侧面放置白色反射材料。

13.根据权利要求4-6和8中的任一项所述的闪烁器阵列，其中所述闪烁器元件的每一个具有中心线轴线，所述凹槽的每一个具有相对于所述中心线轴线测量的相应偏移角，并且所述相应偏移角的中值不大于20°、不大于9°、不大于5°、不大于2°或不大于0.9°。

14.一种闪烁器，其包括：

单个闪烁器元件，所述单个闪烁器元件具有光电传感器表面、侧表面和沿着所述侧表面的凹槽，其中所述光电传感器表面适合于将闪烁光提供给光电传感器，所述侧表面邻近所述光电传感器表面，并且所述凹槽具有在朝着所述光电传感器表面的方向上延伸的长度；

反射片材，所述反射片材大致侧向地围绕所述单个闪烁器元件并且是基本上白色的并且具有至少50的光泽值；以及

透明粘合剂材料，所述透明粘合剂材料侧向地围绕所述单个闪烁器元件并且布置在所述单个闪烁器元件和所述反射片材之间。

15.根据权利要求4-6和8中的任一项所述的闪烁器阵列，其中所述凹槽沿着具有所述凹槽的所述闪烁器元件的长度的至少50％、至少75％、至少90％或至少95％延伸。

16.根据权利要求14所述的闪烁器，其中所述凹槽沿着具有所述凹槽的闪烁器元件的长度的至少50％、至少75％、至少90％或至少95％延伸。