DE4101645A1 - Two=dimensional mosaic type scintillation detector - esp. for X=rays or gamma rays, with high efficiency and few insensitive spots and crossover effects - Google Patents
Two=dimensional mosaic type scintillation detector - esp. for X=rays or gamma rays, with high efficiency and few insensitive spots and crossover effectsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf den Strahlungsnachweis und mehr im besonderen auf einen zweidimensionalen Szintillations detektor für energiereiche Strahlung, wie Röntgen- und Gamma- Strahlen.The invention relates to radiation detection and more particularly on two-dimensional scintillation detector for high-energy radiation, such as X-ray and gamma Rays.
Zweidimensionale Festkörperdetektoren für Röntgen- und Gamma- Strahlen werden gewöhnlich hergestellt, indem man an der Ober fläche eines elektronischen Abbildungschips eine Platte aus Szintillationsmaterial befestigt oder auf dieser Oberfläche eine Schicht aus einem Szintillationsmaterial abscheidet. Das szintillierende Material, das aufgrund der energiereichen Strah lung eine Strahlung geringer Energie erzeugt, ist erforderlich, weil die energiereiche Strahlung nicht leicht in üblichen Halb leiterelementen absorbiert wird. Da Si-Chips kleiner sind als die fertige Röntgenstrahlen-Abbildungsvorrichtung, muß ein Mosaik kleinerer Chips zusammengesetzt werden. Es ist erwünscht, die unempfindlichen Regionen am Umfang der und zwischen den Si liziumchips zu beseitigen, wo verbindende Drähte und mögliche Zwischenkomponenten montiert werden könnten. Große Detektoren aus einem Mosaik dieser einzelnen Detektoren nach dem Stande der Technik haben unempfindliche Streifen, wo die einzelnen Si-Detektorreihen aneinanderstoßen. Es ist z. B. aus dem Arti kel "CsI(Na) Scintillation Plate With High Spatial Resolution" von M. Ito et al. "IEEE Trans. on Nuclear Science", Band NS-34, Seiten 401-405, vom Februar 1987, bekannt, wie man eine Mehrzahl von Szintillatorelementen zu benutzen hat. Es kann jedoch Licht zwischen den Elementen hindurchgehen, was zu Über kreuzeffekten dazwischen führt, die zu einer geringeren Wirk samkeit und unscharfen Bildern führen.Two-dimensional solid-state detectors for X-ray and gamma Beams are usually made by looking at the upper surface of an electronic imaging chip Scintillation material attached or on this surface deposits a layer of scintillation material. The scintillating material that due to the high-energy beam low energy radiation is required because the high energy radiation is not easy in usual half conductor elements is absorbed. Because Si chips are smaller than the finished x-ray imaging device must be a Mosaic of smaller chips are put together. It is desirable the insensitive regions around and between the Si eliminate silicon chips where connecting wires and possible Intermediate components could be installed. Large detectors from a mosaic of these individual detectors according to the state The technology has insensitive strips where the individual Collide rows of Si detectors. It is Z. B. from Arti "CsI (Na) Scintillation Plate With High Spatial Resolution" by M. Ito et al. "IEEE Trans. On Nuclear Science", volume NS-34, pages 401-405, February 1987, known how to make one Has to use a plurality of scintillator elements. It can however, light will pass between the elements, leading to excess cross effects in between, which leads to less effect Leadership and blurred images.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Strahlungsdetektor sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung zu schaffen, bei dem man weniger unempfindliche Flecke und Überkreuzeffekte sowie eine höhere Wirksamkeit erhält.It is therefore an object of the present invention to provide a Radiation detector and a method for its production to create where you have less sensitive stains and Cross-over effects and a higher effectiveness.
Kurz gesagt werden diese und andere Aufgaben gelöst durch ei nen Detektor gemäß der Erfindung für eine erste Strahlungsart, der mehrere Einrichtungen umfaßt, die in einem Mosaik angeord net sind, um aufgrund einfallender Strahlung der ersten Art eine zweite Strahlungsart zu emittieren, wobei jede dieser Ein richtungen so gestaltet ist, daß sie sowohl weite als auch enge Enden aufweist, eines der genannten Enden zur Aufnahme der auf treffenden Strahlung der ersten Art eingerichtet ist, Einrich tungen zum Reflektieren der zweiten Strahlungsart zwischen je der der Vielzahl von Einrichtungen angeordnet ist und Einrich tungen zur Schaffung eines Signals aufgrund der zweiten Strah lungsart vorhanden sind, die optisch mit dem verbleibenden der genannten Enden gekoppelt sind.In short, these and other tasks are solved by egg NEN detector according to the invention for a first type of radiation, which includes several facilities arranged in a mosaic are net to due to incident radiation of the first kind to emit a second type of radiation, each of these one directions is designed to be both wide and narrow Has ends, one of the ends mentioned for receiving the radiation of the first type is set up, Einrich to reflect the second type of radiation between each which is arranged the plurality of facilities and Einrich to create a signal based on the second beam are available that visually match the remaining one said ends are coupled.
Ein Szintillationsdetektor gemäß der Erfindung umfaßt eine Platte aus Szintillationsmaterial mit einer ersten und einer zweiten Seite, einer Vielzahl sich von der ersten Seite aus erstreckender enger Rillen und einer Vielzahl sich von der zweiten Seite aus erstreckender weiter Rillen, die jeweils mit den ersten Rillen in Verbindung stehen.A scintillation detector according to the invention comprises one Plate of scintillation material with a first and a second page, a multitude of oneself from the first page extending narrow grooves and a variety of that second side of extending further grooves, each with communicate with the first grooves.
Ein Verfahren zum Herstellen eines Szintillationsdetektors ge mäß der Erfindung umfaßt zuerst das Bilden einer Vielzahl wei ter Rillen auf einer ersten Seite einer Platte aus Szintilla tionsmaterial und dann das Bilden einer Vielzahl von engen Ril len auf einer zweiten Seite der genannten Platte, die jeweils mit der Vielzahl weiter Rillen in Verbindung stehen.A method of making a scintillation detector According to the invention, first forming a plurality of white the grooves on a first side of a plate made of scintilla tion material and then forming a variety of tight grooves len on a second side of the plate mentioned, each associated with the multitude of further grooves.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispie len unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigtIn the following the invention is based on exemplary embodiments len explained with reference to the drawing. in the individual shows
Fig. 1 eine weggebrochene isometrische Ansicht einer mosaik artigen Reihe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, Fig. 1 is a broken-away isometric view of a mosaic-like series according to a first embodiment of the present invention,
Fig. 2 eine Querschnittsansicht längs der Linie 2-2 der Fig. 1, Fig. 2 is a cross sectional view taken along the line 2-2 of Fig. 1,
Fig. 3 eine weggebrochene isometrische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der mosaikartigen Reihe, Fig. 3 is a broken-away isometric view of a second embodiment of the mosaic-like row,
Fig. 4(a) bis 4(c) verschiedene schematische Konfigurationen der genannten Reihe und von Fotodetektoren und Fig. 4 (a) to 4 (c), different schematic configurations of said series and of photodetectors, and
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer anderen Ausfüh rungsform der genannten mosaikartigen Reihe und von Fotodetektoren. Fig. 5 is a schematic representation of another embodiment of the aforementioned mosaic-like row and of photodetectors.
Für entsprechende Elemente wurden entsprechende Bezugszahlen verwendet.Corresponding reference numbers have been used for corresponding elements used.
Fig. 1 zeigt eine mosaikartige plattenförmige Anordnung 10 aus Szintillationsmaterial mit ersten weiten Enden oder Flä chen 12 zur Aufnahme einer ersten Strahlungsart, z. B. von UV-Licht oder auftreffenden Röntgenstrahlen 14 und mit zwei ten engen Enden oder Flächen 16, die an einem Lichtdetektor 18 einer integrierten Halbleiterschaltung mittels eines op tisch transparenten Klebemittels bzw. Leimes befestigt sind. Von den ersten Enden 12 aus erstreckt sich eine erste Viel zahl enger Rillen 20, und von den zweiten Enden 16 aus er streckt sich eine zweite Vielzahl weiter Rillen 22, die je weils mit der ersten Vielzahl von Rillen 20 in Verbindung stehen. Die Platte 10 umfaßt so eine Vielzahl von Elementen 23, die durch die Rillen 20 und 22 begrenzt werden. Die Enge der Rillen 20 minimiert das Ausmaß des unempfindlichen Ab schnittes des Detektors, da die weiten Enden 12 fast die ge samte Fläche der Strahlung 14 empfangenden Platte 10 einnehmen. Fig. 1 shows a mosaic-like plate-shaped arrangement 10 of scintillation material with first wide ends or surfaces 12 for receiving a first type of radiation, for. B. of UV light or incident X-rays 14 and with two narrow ends or surfaces 16 th, which are attached to a light detector 18 of an integrated semiconductor circuit by means of an op table transparent adhesive or glue. From the first ends 12 extends from a first lot of narrow grooves 20 , and from the second ends 16 it extends a second plurality of further grooves 22 , each of which is connected to the first plurality of grooves 20 . The plate 10 thus comprises a plurality of elements 23 which are delimited by the grooves 20 and 22 . The narrowness of the grooves 20 minimizes the extent of the insensitive portion of the detector, since the wide ends 12 occupy almost the entire area of the radiation 14 receiving plate 10 .
Die Rillen 20 und 22 können hergestellt werden, indem man zu erst mit einem breiten Sägeblatt mit einer Breite von z. B. 100 µm weite Rillen 22 tief genug, z. B. 600 µm tief, in eine erste Seite der Platte 10 schneidet. Die breiten Rillen werden tief genug eingeschnitten, um die schwierigeren engen Schnitte erfolgreich ausführen zu können. Die Platte 10 wird umgedreht, so daß die zweite Seite der Bedienungsperson gegenüberliegt. Das optisch transparente Szintillationsmaterial wird beleuchtet, was es der Bedienungsperson gestattet, die Rillen 22 zu sehen, so daß die Ausrichtung der Rillen 20 und 22, damit sie in Ver bindung stehen, leichter wird. Dann schneidet man die engen Rillen 22 mit einer schmalen Säge von z. B. 25 µm Breite bis zu einer Tiefe von 100 µm.The grooves 20 and 22 can be made by first using a wide saw blade with a width of z. B. 100 microns wide grooves 22 deep enough, for. B. 600 microns deep, cuts into a first side of the plate 10 . The wide grooves are cut deep enough to successfully perform the more difficult tight cuts. The plate 10 is turned over so that the second side faces the operator. The optically transparent scintillation material is illuminated, which allows the operator to see the grooves 22 , so that the alignment of the grooves 20 and 22 so that they are in connection, becomes easier. Then you cut the narrow grooves 22 with a narrow saw from z. B. 25 microns width to a depth of 100 microns.
Das Szintillationsmaterial der Platte 10 kann ein gesintertes keramisches Oxid seltener Erden umfassen, wie einen Y:Gd-Rönt genstrahlenabsorber. Im besonderen kann die Platte 10 zwischen etwa 20 und 50 Mol-% Gd2O3, zwischen etwa 1 bis 6 Mol-% Eu2O3, Rest Y2O3 umfassen. Mehr im besonderen kann sie etwa 30 Mol-% Gd2O3, etwa 3 Mol-% Eu2O3 und etwa 67 Mol-% Y2O3 umfassen. Wenn erwünscht, können etwa 0,02 Mol-% Pr2O3 als Mittel zum Vermindern des Nachglühens hinzugegeben werden. Einzelheiten hinsichtlich solcher Materialien, die gute Szintillatoren sind, finden sich in Patenten nach dem Stande der Technik, z. B. der US-PS 45 18 546. Solche Materialien sind auch robust, chemisch inert, stabil und im Mikromaßstab maschinell bearbeitbar. Sie sind auch im wesentlichen transparent für sichtbares Licht, weil die Mischung zur nahezu vollständigen theoretischen Dichte gesintert werden kann und eine kubische Kristallstruktur aufweist. Dies beseitigt Fehler und ändert den Brechungsindex an den Korngrenzen, die beide ein die Transparenz verminderndes optisches Streuen verursachen. Die Platte 10 kann für eine gute Röntgenstrahlenabsorption dick sein, ohne daß ein merklicher Verlust an optischer Empfindlichkeit auftritt. Andere transpa rente Szintillatoren, z. B. BGdO, der ebenfalls ein guter Röntgenstrahlenabsorber ist, könnten auch als Material für die Platte 10 benutzt werden.The scintillation material of the plate 10 may comprise a sintered rare earth ceramic oxide, such as a Y: Gd X-ray absorber. In particular, plate 10 may comprise between about 20 and 50 mole percent Gd 2 O 3 , between about 1 to 6 mole percent Eu 2 O 3 , balance Y 2 O 3 . More particularly, it may include about 30 mole percent Gd 2 O 3 , about 3 mole percent Eu 2 O 3, and about 67 mole percent Y 2 O 3 . If desired, about 0.02 mole percent Pr 2 O 3 can be added as an afterglow reducing agent. Details of such materials that are good scintillators can be found in prior art patents, e.g. B. the US-PS 45 18 546th Such materials are also robust, chemically inert, stable and machinable on a microscale. They are also essentially transparent to visible light because the mixture can be sintered to almost complete theoretical density and has a cubic crystal structure. This eliminates errors and changes the refractive index at the grain boundaries, both of which cause optical scattering to reduce transparency. The plate 10 can be thick for good X-ray absorption without a significant loss of optical sensitivity. Other transparent scintillators, e.g. B. BGdO, which is also a good X-ray absorber, could also be used as material for the plate 10 .
Wie in Fig. 2 gezeigt, sind die Rillen 20 und 22 mit einer reflektierenden Einrichtung 24, wie einer Metallisierung, z. B. Al, oder einem optisch reflektierenden Klebstoff und Füllstoff, gefüllt. Vorzugsweise umfaßt die Reflektionseinrichtung 24 ein Metalloxid, z. B. TiO2, das mittels eines Epoxyharzbinders an der Platte 10 befestigt ist. TiO2 stellt eine gute Wahl für die Einrichtung 24 dar, da es weiß ist und deshalb die meisten Farben reflektiert und eine diffuse Reflektion aufweist, so daß das zerstreute Licht eher aus der Platte 10 austritt als daß es davon absorbiert wird. Einzelheiten hinsichtlich eines sol chen Überzuges finden sich in den US-PS 45 60 877 und 45 63 584. Im besonderen sollten die TiO2-Teilchen eine Größe von etwa der Wellenlänge der emittierten Photonen (die weiter unten beschrieben sind) haben.As shown in Fig. 2, the grooves 20 and 22 are provided with a reflective means 24 , such as a metallization, e.g. B. Al, or an optically reflective adhesive and filler. Preferably, the reflection device 24 comprises a metal oxide, e.g. B. TiO 2 , which is attached to the plate 10 by means of an epoxy resin binder. TiO 2 is a good choice for device 24 because it is white and therefore reflects most colors and has a diffuse reflection so that the diffused light emerges from plate 10 rather than being absorbed by it. Details regarding such a coating can be found in US Pat. Nos. 45 60 877 and 45 63 584. In particular, the TiO 2 particles should have a size of approximately the wavelength of the emitted photons (described below).
Ein Abschnitt 25 der reflektierenden Einrichtung 24 ist über den weiten Enden 12 angeordnet, um die Übertragung von durch Szin tillation erzeugten Photonen (wie weiter unten beschrieben) von dort zu verhindern. Eine typische Dicke für den Abschnitt 25 beträgt etwa 1 mm, doch können auch andere Dicken benutzt werden. Wenn es erwünscht ist, Strahlung sehr geringer Energie abzubil den, z. B. UV-Licht oder Röntgenstrahlen mit einer Energie un terhalb von 10 KeV, dann muß der Abschnitt 25 beseitigt werden, um zu verhindern, daß er den Eintritt solcher Strahlung in die Elemente 23 blockiert.A portion 25 of the reflective means 24 is disposed over the wide ends 12 to prevent the transmission of scintillating photons (as described below) therefrom. A typical thickness for section 25 is about 1 mm, but other thicknesses can be used. If it is desired to image the very low energy radiation, e.g. B. UV light or X-rays with an energy un below 10 KeV, then the section 25 must be eliminated to prevent it from blocking the entry of such radiation into the elements 23 .
Eine Einrichtung zum Schaffen eines Signal- oder Lichtdetektors 18 umfaßt einzelne Elemente 18a und 18b, die optische aktive Bereiche 26 aufweisen, die CCD-Abbilder,Photodioden usw. ein schließen, um das an den engen Enden 16 vorhandene Licht nach zuweisen. Die geringe Breite der schmalen Enden 16 gestattet. Flächen 28 zwi schen Bereichen 26, die Verstärker, Verbindungen usw., umfassen können, so daß der Detektor 18 kompakt ist. Weiter vermindert die geringe Breite eine gegenseitige Beeinflussung bzw. Überkreuz strahlung zwischen den Elementen 23. Eine Stoßverbindung 29 zwischen den Elementen 18a und 18b des Detektors 18 verhindert unempfindliche Streifen beim Ansprechen des Detektors bzw. räumliche Probeninhomogenitäten in den erhaltenen Bildern. Eine Leitung 90 verbindet die Elemente 18a und 18b, während eine Leitung 92 und andere ähnliche (nicht dargestellte) sich durch eine (nicht dargestellte) Schaltungsplatte erstrecken und zur Verbindung des Detektors 18 mit einer (nicht dargestellten) Leistungsquelle oder zur Lieferung von Ausgangssignalen be nutzt werden könnten.A device for creating a signal or light detector 18 comprises individual elements 18 a and 18 b, which have optical active areas 26 , which include CCD images, photodiodes, etc. to assign the light present at the narrow ends 16 to. The small width of the narrow ends 16 allows. Areas 28 between areas 26 , which may include amplifiers, connections, etc., so that the detector 18 is compact. Furthermore, the small width reduces mutual interference or cross-radiation between the elements 23rd A butt joint 29 between the elements 18 a and 18 b of the detector 18 prevents insensitive stripes when the detector responds or spatial sample inhomogeneities in the images obtained. A line 90 connects the elements 18 a and 18 b, while a line 92 and other similar (not shown) extend through a circuit board (not shown) and to connect the detector 18 to a power source (not shown) or to provide output signals could be used.
Während des Betriebes treffen Röntgenstrahlen 14 auf die wei ten Enden 12 auf und treten in die Platte 10 ein, wo sie vor wiegend durch die Gd-Atome absorbiert werden. Die Gd-Atome verursachen die Schaffung von Elektron-Loch-Paaren, die dazu führen, daß die Platte 10 szintilliert, d. h. sichtbare Licht photonen emittiert. Ist die Platte 10 aus dem oben und in der genannten PS beschriebenen Material hergestellt, dann emittiert sie mit einer Wellenlänge von 611µm (im Roten) aufgrund der Anwesenheit der Eu-Atome. Da das Material für diese Wellenlän ge im wesentlichen transparent ist, werden die Photonen durch die Elemente 23 übertragen, wie durch den Pfad 30 eines spe ziellen Szintillationsphotons gezeigt. Dieses Photon wird auf grund des Abschnittes 25 am weiten Ende 12 reflektiert. Die Reflektion findet dann aufgrund der Reflektionseinrichtung 24 an den breiten Schlitzen 22 statt. Trifft der Pfad 30 auf die Rillen 20, dann findet, obwohl dies nicht besonders darge stellt ist, eine ähnliche Reflektion statt. Schließlich trifft der Pfad 30 auf den aktiven Bereich 26. Da die Einrichtung 18 vorzugsweise aus Silizium besteht, ist sie für Licht dieser Wellenlänge besonders empfindlich und liefert ein elektrisches Signal aufgrund des auftreffenden Photons. Die durch die Re flektionseinrichtung 24 verursachten Reflexionen vermindern die Überkreuz-Beeinflussung zwischen Elementen 23, wie dies auch der schmale Bereich der engen Enden 16 tut, und dies führt zu einem klareren Bild und einer höheren Wirksamkeit. Im besonderen gibt es eine höhere Modulations-Übertragungs funktion, da der Füllfaktor der Bildebene des Detektors 18 nahezu 100 beträgt. Außerdem hilft die Tatsache, daß die Schal tung 18 durch direkten Kontakt optisch mit der Platte 10 ge koppelt ist, auch dabei die Wirksamkeit hochzuhalten.During operation, X-rays 14 hit the white ends 12 and enter the plate 10 , where they are mainly absorbed by the Gd atoms. The Gd atoms cause the creation of electron-hole pairs, which result in the plate 10 scintillating, ie emitting visible light photons. If the plate 10 is made of the material described above and in the aforementioned PS, then it emits with a wavelength of 611 μm (in red) due to the presence of the Eu atoms. Because the material is substantially transparent to these wavelengths, the photons are transmitted through elements 23 , as shown by path 30 of a special scintillation photon. This photon is reflected on the basis of section 25 at the wide end 12 . The reflection then takes place at the wide slots 22 due to the reflection device 24 . If the path 30 meets the grooves 20 , then a similar reflection takes place, although this is not particularly illustrated. Finally, path 30 meets active area 26 . Since the device 18 is preferably made of silicon, it is particularly sensitive to light of this wavelength and provides an electrical signal due to the incident photon. The reflections caused by the reflection device 24 reduce the cross-interference between elements 23 , as does the narrow region of the narrow ends 16 , and this leads to a clearer image and a higher effectiveness. In particular, there is a higher modulation transfer function, since the fill factor of the image plane of the detector 18 is almost 100. In addition, the fact that the scarf device 18 is optically coupled to the plate 10 by direct contact also helps to keep the effectiveness high.
In einer zweiten Ausführungsform der Platte 10 der Erfindung, die in Fig. 3 dargestellt ist, haben die weiten Rillen 22 eine rechteckige Gestalt. Solche Rillen 22 können mittels einer brei ten flachflächigen Säge hergestellt werden. Es können allgemein auch andere Gestalten für die Rillen 22 benutzt werden. Die Rillen 20 und 22 werden gefüllt und die weiten Enden 12 mit der reflektierenden Einrichtung 24 bedeckt, wie dies bei der ersten Ausführungsform der Fall war.In a second embodiment of the plate 10 of the invention, which is shown in Fig. 3, the wide grooves 22 have a rectangular shape. Such grooves 22 can be made by means of a broad flat saw. Other shapes can generally be used for the grooves 22 . The grooves 20 and 22 are filled and the wide ends 12 are covered with the reflective means 24 , as was the case with the first embodiment.
Fig. 4(a) zeigt die Ausführungsform der Platte 10 der Fig. 3, bei der Photodetektor 18 direkt auf die schmalen Enden 16 montiert ist und die daher ähnlich den Fig. 1 und 2 ist. Ein mögli ches Problem bei der direkten Montage gemäß den Fig. 1, 2 und 4(a) besteht darin, daß das zum Montieren des Detektors 18 auf der Platte 10 benutzte Klebmittel eine Lichtstreuung ver ursachen kann, die zu einer optischen Überkreuz-Wechselwirkung zwischen den Elementen 23 führt. FIG. 4 (a) shows the embodiment of the plate 10 of FIG. 3 in which the photodetector 18 is mounted directly on the narrow ends 16 and which is therefore similar to FIGS. 1 and 2. A Moegli ches problem in the direct mounting FIGS invention. 1, 2 and 4 (a) is that the adhesive used for mounting the detector 18 on the plate 10 may cause light scattering ver, to an optical cross-interaction between leads the elements 23 .
Die Fig. 4(b) und (c) zeigen Anordnungen, um eine solche Überkreuz-Wechselwirkung zu vermindern. In Fig. 4(b) liegen die Enden 12 noch immer den Röntgenstrahlen 14 gegenüber. Der Detektor 18 ist jedoch nicht länger direkt auf der Platte 10 montiert, sondern entfernt davon angeordnet. Eine Doppelkonvex linse (es können auch andere Arten benutzt werden) 32 fokus siert Licht von jedem der engen Enden 16 auf den Detektor 18 (es sind nur Lichtstrahlpfade 34 von dreien der Enden 16 ge zeigt, um die Darstellung übersichtlich zu halten). Figures 4 (b) and (c) show arrangements to reduce such cross-over interaction. In Fig. 4 (b) the ends 12 are still opposite to the X-rays 14 . However, the detector 18 is no longer mounted directly on the plate 10 , but is located remotely therefrom. A double convex lens (other types can also be used) 32 focuses light from each of the narrow ends 16 onto the detector 18 (only light beam paths 34 from three of the ends 16 are shown to keep the illustration clear).
Fig. 4(c) zeigt eine umgekehrte Anordnung, d. h. die schmalen Enden 16 stehen den auftreffenden Röntgenstrahlen 14 gegen über und die weiten Enden 12 der Linse 32 und dem Detektor 18. Die reflektierende Einrichtung 24 bedeckt die engen Enden 16. Diese Ausführungsform wird dazu benutzt, energiereiche Rönt genstrahlen nachzuweisen, z. B. solche mit mehr als 150 KeV, die leicht den Abschnitt 25 der reflektierenden Einrichtung 24, die sich auf den engen Enden 16 befindet, und auch den Teil durchdringen, der sich zwischen den Enden 16 in den Ril len 22 befindet. Da der größte Teil der Szintillation nahe den weiten Enden 12 stattfindet, und da die weiten Enden 12 eine dem Detektor 18 gegenüberliegende große Fläche aufweisen, ist die Wirksamkeit weiter erhöht. Bei der Anordnung der Fig. 4(c) kann der Detektor 18 auch direkt auf den weiten Enden 12 montiert sein. Fig. 4 (c) shows a reverse arrangement, that is, the narrow ends 16 are the incident X-rays 14 and opposite the wide ends 12 of the lens 32 and the detector 18. The reflective device 24 covers the narrow ends 16 . This embodiment is used to detect high-energy X-rays, e.g. B. those with more than 150 KeV, which easily penetrate the portion 25 of the reflecting device 24 , which is located on the narrow ends 16 , and also the part that is between the ends 16 in the Ril len 22 . Because most of the scintillation occurs near the wide ends 12 and because the wide ends 12 have a large area opposite the detector 18 , the effectiveness is further increased. In the arrangement of Fig. 4 (c), the detector 18 may be mounted directly on the wide ends 12.
Wenn erwünscht, können bei den Ausführungsformen der Fig. 4(b) und (c) nicht dargestellte Lichtleitfasern statt der Linse 32 benutzt werden, um Licht von den engen Enden 16 op tisch zum Detektor 18 zu koppeln, um die Wirksamkeit zu er höhen. Bei den Ausführungsformen der Fig. 4(b) und (c) kön nen die Rillen 24 auch abgerundet sein, wie am besten in Fig. 1 gezeigt.If desired, in the embodiments of FIGS. 4 (b) and (c), optical fibers, not shown, may be used in place of lens 32 to optically couple light from narrow ends 16 to detector 18 to increase effectiveness. In the embodiments of FIGS. 4 (b) and (c), the grooves 24 may also be rounded, as best shown in FIG. 1.
Fig. 5 zeigt detaillierter, wie die Ausführungsform der Fig. 4(c) aufgebaut sein könnte. Die Platte 10 ist außerhalb einer Umhüllung 36 angeordnet. Lichtstrahlpfade 34 treten durch die Öffnung 37 in der Umhüllung 36 und treffen auf eine kollimierende Linse 40 und dann auf einen diagonal montierten Spiegel 38. Die Linse 40 muß nicht vorhanden sein, wenn die Platte 10 in geeigneter Weise angeordnet ist und der Spiegel 38 ein ausreichend großes Gesichtsfeld umspannt. Vom Spiegel 38 kommendes Licht wird durch eine Linse 32 auf den Detektor 18 fokussiert, der in bekannter Weise gekühlt werden kann, z. B. mittels flüssigem Stickstoff, dem Peltier-Effekt usw. Die vom Detektor 18 erzeugten Signale werden an eine Vor verstärkungs- und Pufferschaltung 42 gelegt. Eine Abschir mungseinrichtung 44, z. B. Blei, Wolfram usw., schirmt Detek tor 18 und Schaltung 42 von Streustrahlung 94 ab. Die Schaltung 42 erzeugt ein gesammeltes Analog-Ausgangssignal für einen nicht dargestellten Analog-Digital-Wandler. Der Wandlerausgang wird an ein nicht dargestelltes Sichtgerät gelegt. Fig. 5 shows in more detail how the embodiment of Fig. 4 (c) could be constructed. The plate 10 is arranged outside a casing 36 . Light beam paths 34 pass through the opening 37 in the envelope 36 and meet a collimating lens 40 and then a diagonally mounted mirror 38 . The lens 40 need not be present if the plate 10 is arranged in a suitable manner and the mirror 38 spans a sufficiently large field of view. Light coming from the mirror 38 is focused through a lens 32 onto the detector 18 , which can be cooled in a known manner, e.g. B. using liquid nitrogen, the Peltier effect, etc. The signals generated by the detector 18 are applied to a pre-amplification and buffer circuit 42 . A shielding device 44 , e.g. B. lead, tungsten, etc. shields detector 18 and circuit 42 from scattered radiation 94 . The circuit 42 generates a collected analog output signal for an analog-digital converter, not shown. The converter output is connected to a display device, not shown.
Claims (24)
eine Vielzahl von Einrichtungen, die in einer mosaikartigen Weise angeordnet sind, zum Emittieren einer zweiten Strah lungsart bei Auftreffen der ersten Strahlungsart, wobei jede der Einrichtungen weite und schmale Enden aufweist und eines der Enden zur Aufnahme der auftreffenden ersten Strahlungs art ausgebildet ist,
Einrichtungen zum Reflektieren der zweiten Strahlungsart, die zwischen der genannten Vielzahl von Einrichtungen ange ordnet ist und Einrichtungen zur Schaffung eines Signals aufgrund der zweiten Strahlungsart, die optisch mit dem übri gen der genannten Enden gekoppelt ist.1. A detector for a first radiation type comprising:
a plurality of devices arranged in a mosaic-like manner for emitting a second type of radiation when the first type of radiation strikes, each of the devices having wide and narrow ends and one of the ends being designed to receive the first type of radiation striking,
Means for reflecting the second type of radiation, which is arranged between said plurality of devices and means for creating a signal due to the second type of radiation, which is optically coupled to the rest of said ends.
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