CN104838289B - 光子计数x-射线探测器单元和探测器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及甚至在高通量条件下有效地抑制极化的光子计数X‑射线探测器和探测方法。提出的探测器包括：光子计数半导体元件(10)，其用于响应于入射X‑射线光子而生成电子‑空穴对；阴极电极(11a、11b；21a、21b；31a、31b、31c、31ac、31d；41a、41b；51a、51b)，其被布置在所述半导体元件(10)面向激发的X‑射线辐射的第一侧(10a)，所述阴极电极包括两个相互交叉的阴极元件(11a、11b；21a、21b；31a、31b、31c、31ac、31d；41a、41b；1a、51b)；像素化阳极电极(12)，其被布置在所述半导体元件(10)与所述第一侧(10a)相对的第二侧(10b)；电源(13)，其用于在所述阴极电极与所述阳极电极之间施加偏置电压，并且所述电源用于在所述阴极元件(11a、11b；21a、21b；31a、31b、31c、31ac、31d；41a、41b；51a、51b)之间暂时施加注入电压；以及读出单元(14)，其用于读出来自所述像素化阳极电极(12)的电信号。
Description
技术领域
本发明涉及光子计数X-射线探测器、光子计数X-射线探测器单元和光子计数X-射线探测方法。
背景技术
光子计数X-射线探测器(也称为直接转换X-射线探测器)是本领域众所周知的并且例如广泛地用于CT(计算机断层摄影)扫描器中。碲化镉(CdTe)和碲锌镉(CZT)是非常适合于制造用于天体物理和医学应用的(高通量)X-射线探测器的宽带隙半导体材料(参见，例如Stefano Del Sordo，Leonardo Abbene，Ezio Caroli，Anna Maria Mancini，AndreaZappettini 和Pietro Ubertini：Progress in the Development of CdTe and CdZnTeSemiconductor Radiation Detectors for Astrophysical and Medical Applications，Sensors 2009，9，3491-3526)。这些类型的探测器在诸如固态核医学系统和谱CT的应用中非常重要。这些应用是基于单个光子X-射线计数的。探测器的性能很大程度上由晶体的质量(单晶硅、成分、掺杂浓度、缺陷密度)以及用于形成探测器上的电极的材料和处理(使用的金属相对于半导体的势垒高度、接触电阻、薄层电阻、粘附等)确定。此外，机械处理和表面制备(切割、磨削、抛光和清洗)以及最后的钝化对最终的性能具有较大影响。
通过对探测器的块状材料进行充电常常严重干扰CdTe和CZT探测器的性能，这引起内部电场的局部建立并且抵消施加的偏置电压。该效应被认为是探测器的极化。极化尤其出现在高通量X-射线暴露条件下，并且强烈地限制谱CT光子计数的性能。
US 5,821,539公开了具有二极管状(或三极管状)结构的直接转换辐射探测器，其在具有额外的注入器电极的半导体主体的对侧上具有第一操作电极和第二操作电极，所述额外的注入器电极将补偿电荷陷阱的电荷载子注入到半导体主体中。以这种方式生成的次级暗电流不(或最小地)流经用于测量目的的电极，并且因此不影响测得的信号。通过在注入器电极下适当掺杂来促进注入。
发明内容
本发明的目的是提供使得能够在高通量条件下抑制极化的光子计数X-射线探测器、光子计数X-射线探测器单元和光子计数X-射线探测方法。
在本发明的第一方面中，提出了一种光子计数X-射线探测器单元，所述光子计数X-射线探测器单元包括：
-光子计数半导体元件，其用于响应于入射X-射线光子而生成电子-空穴对，
-阴极电极，其被布置在所述半导体元件面向激发的X-射线辐射的第一侧，所述阴极电极包括两个相互交叉的阴极元件，
-像素化阳极电极，其被布置在所述半导体元件与所述第一侧相对的第二侧，其中，所述像素化阳极电极被配置用于耦合到读出单元，所述读出单元用于读出来自所述像素化阳极电极的电信号，
其中，所述光子计数X-射线探测器单元被配置为响应于在所述阳极电极与所述阴极电极之间施加的偏置电压而使电荷载子从所述阴极电极朝向所述阳极电极漂移，并且所述光子计数X-射线探测器单元被配置为响应于在所述阴极元件之间暂时施加的注入电压而在所述阴极元件之间暂时注入电荷载子。
在本发明的另一方面中，提出了一种光子计数X-射线探测器，所述光子计数X-射线探测器包括：
-如本文中公开的光子计数X射线探测器单元，
-电源，其用于在所述阴极电极与所述阳极电极之间施加偏置电压，并且所述电源用于在所述阴极元件之间暂时施加注入电压，以及
-读出单元，其用于读出来自所述像素化阳极电极的电信号。
在本发明的又一方面中，提供了一种光子计数X-射线探测方法，所述光子计数X-射线探测方法包括：
-使光子计数X-射线探测器单元经受入射X-射线辐射，所述入射X-射线辐射导致响应于入射X-射线光子而生成电子-空穴对，所述光子计数X-射线探测器单元包括：
光子计数半导体元件，其用于响应于入射X-射线光子而生成电子-空穴对，
阴极电极，其被布置在所述半导体元件面向激发的X-射线辐射的第一侧，所述阴极电极包括两个相互交叉的阴极元件，以及
像素化阳极电极，其被布置在所述半导体元件与所述第一侧相对的第二侧，
-在所述阴极电极与所述阳极电极之间施加偏置电压
-在所述阴极元件之间暂时施加注入电压，并且
-读出来自所述像素化阳极电极的电信号。
在从属权利要求中限定了本发明的优选实施例。应当理解，要求保护的探测方法和探测器单元具有与要求保护的探测器以及与在从属权利要求中限定的相似和/或相同的优选实施例。
为了在高通量条件下抑制探测器的极化，根据本发明提出了所述阴极电极的特殊配置，所述阴极电极的所述特殊配置允许暂时注入电子，并且由此中和引起极化的空穴陷阱。尤其地，提出的阴极电极包括两个相互交叉的阴极元件，在短时间间隔期间，在所述两个相互交叉的阴极元件处施加注入电压(例如，间歇性电压脉冲或连续(脉冲型)电压波信号)。所述注入电压具有将电子暂时注入到所述光子计数半导体元件中的作用。由于在阴极电极与阳极电极之间施加的偏置电压，这些电子移动到阳极电极，并且因此能够中和引起所述极化的光子计数半导体元件内的占有空穴陷阱。
在实施例中，所述探测器还包括控制单元，所述控制单元用于通过所述电源来控制对所述注入电压的施加。因此，能够控制所述注入电压的各个参数，尤其是间歇性电压脉冲以最佳地实现极化抑制。
因此，在实施例中，所述控制单元被配置为控制所暂时施加的注入电压，尤其是间歇性电压脉冲的脉冲时间、形状、占空比、重复频率和/或电压幅度(或任何其他参数)，即，控制对极化抑制具有影响的一个或多个参数，并且所述一个或多个参数也可以取决于其他参数，例如探测器的布局和维度、电极的样式、施加的电压等。
另外，所述控制单元优选地被配置为基于电子从所述阴极电极移动到所述阳极电极的飞行时间漂移时间测量结果来控制所暂时施加的注入电压的脉冲时间、形状、占空比、重复频率和/或电压幅度。所述飞行时间漂移时间测量结果指示电子从所述阴极电极漂移到所述阳极电极所需的时间，并且给出极化抑制的有效性的指示。
根据又一实施例，所述控制单元被配置为控制所述电源和所述读出单元以使通过所述电源对所暂时施加的注入电压的施加与对来自所述像素化阳极电极的电信号的读出同步，使得在对所述注入电压的施加期间没有来自所述像素化阳极电极的电信号被读出。因此，没有对注入电子进行计数并且没有篡改计数结果。
存在可用于相互交叉的阴极元件的布置的许多布局。在优选布置中，所述相互交叉的阴极元件每个包括多个平行电极条带，其中，平行交替布置所述相互交叉的阴极元件的所述电极条带。这提供将电子到半导体元件中的良好注入。例如，备选布局是基于鱼骨或螺旋结构或提到的结构的组合的。优选地，使所述相互交叉的阴极元件相对于阳极电极对齐，这可以改善在即每个像素的注入电子的样本之间的均匀性。
尤其地由于更高的局部电场，通过在其中所述电极条带包括沿着所述电极条带布置的尖端的实施例来实现又一改进。优选地，所述尖端以规律的间隔沿着所述电极条带被布置，和/或相邻电极条带的所述尖端被布置为彼此相对，这进一步改进对电子的注入。
在有利的实施例中，所述电源包括：感应单元，所述感应单元包括初级线圈和次级线圈，所述初级线圈耦合在所述两个相互交叉的阴极元件之间；DC电压源，其用于向所述初级线圈施加所述偏置电压；以及电流源，其用于向所述次级线圈施加间歇性信号，尤其是电流脉冲，以在所述初级线圈的两端生成所述暂时施加的注入电压。这提供了一种向所述阴极元件和所述阳极施加所需的电压的简单方式。利用该设置，一般更容易将在阳极电极与阴极电极之间的平均主电场保持恒定。备选地能够施加单独的电压源，但是可以要求保证在阳极电极与阴极电极之间的平均主电场恒定的措施。
优选地，所述电源被配置为以交替极性在所述阴极元件之间暂时施加所述注入电压。这避免所述半导体元件内的局部极化。
在另一实施例中，所述电源被配置为在预定的最大时间之后施加注入电压。因此，在所述最大时间之后，通过注入电子来进行半导体材料的重置，以中和目前为止已经形成的所有空穴陷阱。
优选地，所述阴极电极包括多个阴极元件，其中，分别使两个阴极元件相互交叉，并且其中，所述电源被配置为向相互交叉的阴极元件对选择性地暂时施加注入电压。因此，针对不同部分通过控制向覆盖所述不同部分的相互交叉的阴极元件对施加的所述注入电压能够单独地控制电子到探测器的不同部分的注入。
而且，在实施例中，所述读出单元被配置为取决于暂时施加的注入电压的参数，尤其取决于暂时施加的注入电压的计时和持续时间而校正读出的电信号。因此，增大了获得的光子计数结果的准确度。在又一实施例中，提供读取极化并且之后在需要时仅仅给出电压脉冲的反馈回路。
附图说明
本发明的这些和其他方面将参考下文描述的(一个或多个)实施例变得显而易见并将参考下文描述的(一个或多个)实施例得以阐述。在以下附图中：
图1示出了根据本发明的光子计数X-射线探测器的第一实施例的示意图，
图2示出了根据本发明的阴极电极的第一实施例的顶视图，
图3示出了根据本发明的光子计数X-射线探测器的第二实施例的示意图，
图4示出了根据本发明的阴极电极的第二实施例的顶视图，
图5示出了根据本发明的阴极电极的第三实施例的顶视图，
图6示出了根据本发明的阴极电极的第四实施例的顶视图，
图7示出了根据本发明的阴极电极的第五实施例的顶视图，
图8示出了根据本发明的阴极电极的第六实施例的顶视图，以及
图9示出了根据本发明的光子计数方法的流程图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的光子计数X-射线探测器1的第一实施例的示意图。光子计数X-射线探测器1包括：光子计数半导体元件10，其用于响应于入射X-射线光子2而生成电子-空穴对；阴极电极11，其被布置在所述半导体元件10面向入射X-射线辐射2的第一侧10a；以及像素化阳极电极12，其被布置在所述半导体元件10与所述第一侧10a相对的第二侧10b。
如在图2中描绘的阴极电极11的顶视图中清晰地示出的，阴极电极11包括两个相互交叉的阴极元件11a、11b。所述相互交叉的阴极元件11a、11b每个包括平行交替布置的多个平行电极条带11c、11d。
因此，半导体元件10、阴极电极11和阳极电极12形成光子计数X-射线探测器单元3，光子计数X-射线探测器单元3可以与各个电子设备一起使用以用于提供电压和/或电流信号并且用于读出信号。
光子计数X-射线探测器1还包括电源13，电源13用于在所述阴极电极11与所述阳极电极12之间施加偏置(DC)电压并且用于在所述阴极元件11a、11b之间暂时施加注入电压。而且，提供读出单元14以用于读出来自所述像素化阳极电极12的电信号。
在以下解释中，作为范例将考虑注入电压间歇性(暂时)电压脉冲。在实践中，电压波信号能够备选地用作暂时施加的注入电压。
在图3示出的X-射线探测器1’的优选实施例中，所述半导体元件10包括CdZnTe探测器晶体(也称为CZT探测器晶体)。对于在阴极侧的相互交叉的电极样式11和在阳极侧的像素化电极样式12两者，优选地选择具有引起阻挡接触的朝向CdZnTe的高势垒的金属。例如，n-型CZT铂和p-型CZT(和CdTe)铟或铝被用作阻挡(肖特基)接触。
在该实施例中，电源单元包括感应单元130，感应单元130包括初级线圈131和次级线圈132，初级线圈131耦合在所述两个相互交叉的阴极元件11a、11b之间。DC电压源133被提供用于向所述初级线圈131施加所述偏置电压，并且电流源134被提供用于向所述次级线圈132施加间歇性电流脉冲，以在所述初级线圈131的两端生成所述间歇性电压脉冲。因此，经由感应线圈131将阴极电极11连接到在从-0.1kV到-10kV范围内，例如-1kV的偏置电压，并且将阳极电极12的阳极像素连接到读出芯片14。以这种方式，在探测器晶体10上创建约100-500V/mm，优选地200-400，例如300V/mm的电场。
一般，在光子计数X-射线探测器中，吸收的X-射线光子在半导体元件10中生成电子-空穴对云。由于电场的存在，电子朝向阳极电极12移动并且通过读出单元14被收集。以这种方式，记录每个入射光子的能量、位置和计时。生成的空穴朝向阴极电极11移动。空穴具有比电子低得多的移动性并且能够容易地被诱捕在空穴陷阱中。这引起探测器的极化并且尤其在高通量X-射线暴露条件下出现。极化可以导致完成光子计数方法的失败。
为了抑制极化，必须中和诱捕的空穴。根据本发明，这通过电子在阴极电极11处的暂时注入来实现。在正常操作条件下，阴极接触受阻挡，从而导致低暗电流水平，这是非常有利的。通过例如由通过在图3中示出的X-射线探测器1’的第二实施例中的感应单元131的次级线圈132的短电流脉冲引起的所述阴极元件11a、11b之间的短电压脉冲来发起对电子的暂时注入。该电流脉冲感应在相互交叉的阴极电极11的两个相邻条带11c、11d(也称为脚)之间的高电压差(场)，即使使用了阻挡接触，高电压差(场)也将迫使电子移动到半导体元件10中。一旦电子被迫使移到半导体元件10，由于施加偏置电压他们朝向阳极电极12漂移，并且因此能够中和半导体元件10内的占有空穴陷阱(或者，更精确地说，诱捕空穴)。这转而抑制探测器的极化。
任选地，如图3所示，控制单元15额外地被提供用于通过所述电压源134(或，一般地，通过电源13)来控制对间歇性电压的施加(极化抑制)。因此，如通过所述电源施加的具体地间歇性电压脉冲的脉冲时间、形状、占空比、重复频率和/或电压幅度(或者施加的注入电压的任何其他参数)能够被控制以优化对极化的抑制。优选地，在考虑了给定的X-射线暴露剂量的情况下控制这些参数中的一个或多个。
另外，通过使用控制单元15，能够使读出单元14与极化抑制脉冲同步。因此，注意，没有对注入电子进行计数。该控制单元的另一优点是在短脉冲时间期间仅仅稍微改变高阳极到阴极的DC电压。几乎不干扰主电场。
能够根据指示电子从阴极电极11移动到阳极电极12所需的时间的飞行时间(漂移时间)测量结果导出极化抑制的有效性或半导体元件10的极化程度。
存在关于阴极样式的样式布局(即，阴极元件11a、11b的布局)和使用的材料以及关于生成暂时的高电场以注入电子的方式的许多可能的变型。在示出阴极电极21的另一实施例的顶视图的图4中描绘了关于样式布局的变型。该阴极电极21包括两个阴极元件21a、21b，其中，尖端21e以规则的距离沿着相互交叉的结构的直脚21c、21d被附接在阴极样式上。这得到促进对电子的注入的甚至更高的局部电场。
优选地，在实施例中，在相互交叉的阴极元件11a、11b处交替施加正电压脉冲和负电压脉冲以避免局部(侧向)极化和电迁移。
优选地控制电压脉冲的计时。当电压脉冲为仅仅大约100微微秒到1毫微秒(或最大10毫微秒)长时，许多电子可以被注入并且之后在‘标准’电场条件下减速，使得它们有时间与诱捕的空穴重新组合。这避免了探测器的长‘空载’时间。
在实施例中，定义最大时间，在所述最大时间之后向阴极元件11a、11b施加这样的‘重置’电压脉冲。该时间可以取决于照明条件(即，取决于入射辐射)。例如，查找表能够被用于例如取决于X-射线通量而定义重置的时间。该查找表能够被存储在控制单元15中或者能够由控制单元15访问的单独的存储单元(未示出)中。
在图5中示出了阴极电极31的另一实施例。在该实施例中，阴极电极31包括多个阴极元件31a、31b、31c、31d，其中，分别使两个阴极元件相互交叉。例如，使阴极元件31a、31b相互交叉，并且使阴极元件31c、31d相互交叉。电源13被配置为向相互交叉的阴极元件31a、31b、31c、31d对选择性地施加间歇性电压脉冲。因此，对于探测器的不同部分，例如对于(每个包括例如阴极元件对的)不同探测器模块能够不同地进行对电压脉冲的施加的控制。这可以被用于避免在低通量区域中的重置，从而瞄准那的最大信号，而在高通量区域中，在重置阶段期间可能丢失信号的部分。
存在根据本发明能够在探测器中使用的阴极元件的布置、样式和数量的另外的变型。例如，在图5中示出的实施例的变型中，阴极元件31a和31c被组合到共阴极元件中，所述共阴极元件也使得能够向对31ac、31b和31ac、31d(31ac表示阴极元件31a和31c的共同阴极元件)单独地施加电压脉冲。在图6中示出了这样的阴极电极31’。
在图7和8中示出了阴极样式的又一实施例。在图8中示出的实施例中，阴极电极41包括形成为鱼骨结构的阴极元件41a和41b。在图8中示出的实施例中，阴极电极51包括形成为螺旋结构的阴极元件51a和51b。
一般地，优选使阴极元件相对于阳极电极对齐，以实现每个像素的注入电子的均匀性。
在另一实施例中，读出单元14被配置为取决于施加的间歇性电压脉冲的参数，尤其取决于施加的间歇性电压脉冲的计时和持续时间来校正读出的(阳极像素的)电信号。以这种方式增大计数结果的准确度。例如，这能够通过使用查找表来存储不同的间歇性电压脉冲(重复频率、幅度等)对读出信号(信号高度、由于注入的额外电荷的偏移、非线性等)的影响而实施。
在又一实施例中，阴极电极的相互交叉的阴极元件的脚(或条带)由不同材料制成。一个阴极元件由产生阻挡接触(例如，Pt)的高势垒金属制成，并且其他阴极电极由产生欧姆接触(例如，In)的低势垒金属制成。也能够进行半注入(例如，Cr、Ag)，在这种情况下，注入更少的电子。在光子计数期间，仅仅连接高势垒阴极电极，高势垒阴极电极由于阻挡接触而提供低暗电流。在“重置”时间段期间，也连接低势垒阴极电极，低势垒阴极电极引起对抑制极化的电子的暂时注入。快速切换被用于打开或关闭低势垒脚。
根据本发明的光子计数X-射线探测方法的实施例被示出为图9中的流程图。所述方法包括以下步骤。在第一步骤S1中，光子计数X-射线探测器单元(例如，在图1中描绘为探测单元3)经受入射X-射线辐射，所述入射X-射线辐射导致响应于入射X-射线光子而生成电子-空穴对。在第二步骤S2中，在所述阴极电极与所述阳极电极之间施加偏置电压。在第三步骤S3中，在所述阴极元件之间间歇性地施加电压脉冲。在第四步骤S4中，读出来自所述像素化阳极电极的电信号。
利用根据本发明的探测器、探测器单元和探测方法，能够可靠地并有效地获得在高通量条件下对极化的抑制，并且能够增大光子计数结果的准确度。
尽管在附图和前述描述中已经详细说明并描述了本发明，这样的说明和描述被认为是说明性或范例性的而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。通过研究附图、说明书和权利要求书，本领域技术人员在实践所主张的本发明的过程中能够理解和实现对所公开实施例的其他变型。
在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。单个元件或其他单元可以实现在权利要求中记载的若干项目的功能。在互不相同的从属权利要求中记载的特定措施并不表示不能有利地使用这些措施的组合。
权利要求中的任何附图标记不得被解释为对范围的限制。
Claims (19)
1.一种光子计数X-射线探测器单元包括：
-光子计数半导体元件(10)，其用于响应于入射X-射线光子而生成电子-空穴对，
-阴极电极(11、21、31)，其被布置在所述半导体元件(10)面向激发的X-射线辐射的第一侧(10a)，所述阴极电极包括两个相互交叉的阴极元件(11a、11b；21a、21b；31a、31b、31c、31ac、31d；41a、41b；51a、51b)，
-像素化阳极电极(12)，其被布置在所述半导体元件(10)与所述第一侧(10a)相对的第二侧(10b)，其中，所述像素化阳极电极(12)被配置用于耦合到读出单元(14)，所述读出单元用于读出来自所述像素化阳极电极(12)的电信号，
其中，所述光子计数X-射线探测器单元被配置为响应于在所述阳极电极(12)与所述阴极电极(11、21、31)之间施加的偏置电压而使电荷载子从所述阴极电极(11、21、31)朝向所述阳极电极(12)漂移，并且所述光子计数X-射线探测器单元被配置为响应于在所述阴极元件(11a、11b；21a、21b；31a、31b、31c、31ac、31d；41a、41b；51a、51b)之间暂时施加的注入电压而在所述阴极元件(11a、11b；21a、21b；31a、31b、31c、31ac、31d；41a、41b；51a、51b)之间暂时注入所述电荷载子，其中，所述偏置电压和所述暂时施加的注入电压是由电源(13)施加的。
2.根据权利要求1所述的光子计数X-射线探测器单元，其中，所述相互交叉的阴极元件(11a、11b；21a、21b；31a、31b、31c、31ac、31d；41a、41b；51a、51b)每个包括多个平行电极条带(11c、11d；21c、21d)，其中，平行交替布置所述相互交叉的阴极元件的所述电极条带。
3.根据权利要求2所述的光子计数X-射线探测器单元，其中，所述电极条带(21c、21d)包括尖端(21e)，所述尖端沿着所述电极条带布置。
4.根据权利要求3所述的光子计数X-射线探测器单元，其中，所述尖端(21e)以规则的间隔沿着所述电极条带(21c、21d)布置。
5.根据权利要求4所述的光子计数X-射线探测器单元，其中，相邻电极条带(21c、21d)的所述尖端(21e)被布置为彼此相对。
6.一种光子计数X-射线探测器包括：
-根据权利要求1所述的光子计数X-射线探测器单元，
-电源(13)，其用于在所述阴极电极与所述阳极电极之间施加偏置电压，并且所述电源用于在所述阴极元件(11a、11b；21a、21b；31a、31b、31c、31ac、31d；41a、41b；51a、51b)之间暂时施加注入电压，以及
-读出单元(14)，其用于读出来自所述像素化阳极电极(12)的电信号。
7.根据权利要求6所述的光子计数X-射线探测器，其中，所述电源(13)被配置为在所述阴极元件(11a、11b；21a、21b；31a、31b、31c、31ac、31d；41a、41b；51a、51b)之间暂时施加间歇性电压脉冲或连续电压波信号。
8.根据权利要求6所述的光子计数X-射线探测器，还包括控制单元(15)，所述控制单元用于通过所述电源(13)来控制对所暂时施加的注入电压的施加。
9.根据权利要求8所述的光子计数X-射线探测器，其中，所述控制单元(15)被配置用于控制被施加作为注入电压的间歇性电压脉冲的脉冲时间、形状、占空比、重复频率和/或电压幅度。
10.根据权利要求8或9所述的光子计数X-射线探测器，其中，所述控制单元(15)被配置为基于电子从所述阴极电极移动到所述阳极电极的飞行时间漂移时间测量结果来控制所暂时施加的注入电压的脉冲时间、形状、占空比、重复频率和/或电压幅度。
11.根据权利要求8或9所述的光子计数X-射线探测器，其中，所述控制单元(15)被配置为控制所述电源(13)和所述读出单元(14)以在对所暂时施加的注入电压的施加期间通过禁用所述读出单元(14)使通过所述电源(13)对所暂时施加的注入电压的施加与对来自所述像素化阳极电极(12)的电信号的读出同步。
12.根据权利要求6所述的光子计数X-射线探测器，其中，所述电源(13)包括
-感应单元(130)，其包括初级线圈(131)和次级线圈(132)，所述初级线圈耦合在所述两个相互交叉的阴极元件(11a、11b；21a、21b；31a、31b、31c、31ac、31d；41a、41b；51a、51b)之间，
-DC电压源(133)，其用于向所述初级线圈(131)施加所述偏置电压，以及
-电流源(134)，其用于向所述次级线圈(132)暂时施加间歇性电流信号，以在所述初级线圈(131)的两端生成所述暂时施加的注入电压。
13.根据权利要求12所述的光子计数X-射线探测器，其中，所述间歇性电流信号是电流脉冲。
14.根据权利要求6所述的光子计数X-射线探测器，其中，所述电源(13)被配置为以交替极性在所述阴极元件(11a、11b；21a、21b；31a、31b、31c、31ac、31d；41a、41b；51a、51b)之间暂时施加所述注入电压。
15.根据权利要求6所述的光子计数X-射线探测器，其中，所述电源(13)被配置为在预定的最大时间之后施加注入电压。
16.根据权利要求6所述的光子计数X-射线探测器，其中，所述阴极电极(11、21、31)包括多个阴极元件(11a、11b；21a、21b；31a、31b、31c、31ac、31d；41a、41b；51a、51b)，其中，分别使两个阴极元件(11a、11b；21a、21b；31a、31b、31c、31ac、31d；41a、41b；51a、51b)相互交叉，并且
其中，所述电源(13)被配置为向相互交叉的阴极元件对选择性地暂时施加注入电压。
17.根据权利要求6所述的光子计数X-射线探测器，其中，所述读出单元(14)被配置为取决于所述暂时施加的注入电压的参数而校正读出的电信号。
18.根据权利要求17所述的光子计数X-射线探测器，其中，所述暂时施加的注入电压的参数是暂时施加的注入电压的计时和持续时间。
19.一种光子计数X-射线探测方法包括：
-使光子计数X-射线探测器单元(3)经受入射X-射线辐射，所述入射X-射线辐射导致响应于入射X-射线光子而生成电子-空穴对，所述光子计数X-射线探测器单元包括
光子计数半导体元件(10)，其用于响应于入射X-射线光子而生成电子-空穴对，
阴极电极(11、21、31)，其被布置在所述半导体元件(10)面向激发的X-射线辐射的第一侧(10a)，所述阴极电极包括两个相互交叉的阴极元件(11a、11b；21a、21b；31a、31b、31c、31ac、31d；41a、41b；51a、51b)，以及
像素化阳极电极(12)，其被布置在所述半导体元件(10)与所述第一侧(10a)相对的第二侧(10b)，
-在所述阴极电极与所述阳极电极之间施加偏置电压，
-在所述阴极元件(11a、11b；21a、21b；31a、31b、31c、31ac、31d；41a、41b；51a、51b)之间暂时施加注入电压，并且
-读出来自所述像素化阳极电极(12)的电信号。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |