本發(fā)明涉及用于表征閃爍體材料的表征裝置和表征方法。本發(fā)明還涉及用于控制所述表征裝置的計算機(jī)程序以及用于制造用于探測電離輻射的探測設(shè)備的制造方法。

背景技術(shù)：

w.drozdowski等人的文章“effectofelectrontrapsonscintillationofpraseodymiumactivatedlu3al5o12”(ieeetransactionsonnuclearscience,第56卷，第1期，第320到327頁，2009年)公開了一種對在從78k到600k的范圍內(nèi)的、熱致發(fā)光輝光曲線的、x射線激勵的發(fā)射譜和cs-137伽馬射線脈沖高度譜的測量。

n.r.j.poolton等人的文章“non-resonantx-ray/laserinteractionspectroscopyasamethodforassessingchargecompetition,trappingandluminescenceefficiencyinwideband-gapmaterials”(journalofluminescence，第130卷，第1404到1414頁，2010年)公開了一種用于非諧振x射線/激光相互作用光譜的裝置，所述裝置包括具有遮光器和脈沖激光二極管模塊的x射線源。

在正電子發(fā)射斷層攝影(pet)成像系統(tǒng)中，閃爍體材料被用于在由511kev伽馬量子進(jìn)行的激勵之后發(fā)射可見光或紫外(uv)光，具有高光子增益、良好能量分辨率、快速信號衰減和快速信號上升。通常滿足這些性質(zhì)的已知閃爍體材料例如是鍺酸鉍(bgo)、鎢酸鎘(cwo)、硅酸镥(lso)、由百分之十的釔代替镥而改變的lso(lyso)以及基于釓的石榴石，如鎦釓鎵鋁石榴石(lggag)。

這些閃爍體材料的實(shí)際性能強(qiáng)烈取決于閃爍體材料中的電子缺陷的數(shù)量，即，阱的數(shù)量。這些阱可以例如是由原材料的污染、不精確的化學(xué)計量、氧或各個成分的其他部分(如，鎵)的損失、導(dǎo)致的空缺、反位缺陷等引起的。在pet成像流程期間，在吸收了511kev伽馬量子之后，可以生成幾千個電子和空穴，其中，處于閃爍體材料的發(fā)光部位處的這些電荷載體的重新組合理想地得到大量光子，所述大量光子是在具有由例如在100ps到2ns的范圍內(nèi)的上升時間和例如幾十納秒的衰減時間限定的脈沖形狀的短時間內(nèi)發(fā)射的，并且所述大量光子是由pet成像系統(tǒng)的光學(xué)探測器在例如幾百納秒的積分時間內(nèi)探測的。然而，在出現(xiàn)電子缺陷的情況下，電荷載體在這些缺陷處將部分地被捕獲，引起延遲發(fā)光或?qū)е虏话l(fā)光的重新組合。這能夠?qū)е鹿庾釉鲆娴淖兓?、較低的能量分辨率、較低的定時性能(即，增加的一致解析時間(crt))和圖像質(zhì)量的劣化。因此，閃爍體材料應(yīng)當(dāng)關(guān)于其期望的性能而被表征，并且僅具有期望性能的閃爍體材料應(yīng)當(dāng)被選擇并且被用于制造pet探測設(shè)備。

已知的表征技術(shù)是基于x射線余輝的測量的。利用具有高達(dá)1gy的相對高的輻射劑量的x射線脈沖來輻照閃爍體材料，并且然后測量余輝信號，其中，基于測量到的余輝信號來表征閃爍體材料。然而，該技術(shù)要求在非常大的動態(tài)范圍上(可能約六個數(shù)量級)并且在非常長時間上(即，高達(dá)幾天)對余輝信號進(jìn)行測量，這會導(dǎo)致測量非常費(fèi)力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供用于表征閃爍體材料的表征裝置和表征方法，其允許較省力地進(jìn)行閃爍體材料的表征。本發(fā)明的另外的目的是提供用于控制所述表征裝置的計算機(jī)程序和用于制造用于探測電離輻射的探測設(shè)備的制造方法。

在本發(fā)明的第一方面中，提出了一種用于表征閃爍體材料的表征裝置，其中，所述表征裝置包括：

-第一輻射源，其用于利用具有小于450nm的波長的第一輻射來輻照所述閃爍體材料，

-第二輻射源，其用于在已經(jīng)利用所述第一輻射輻照了所述閃爍體材料之后，利用具有大于600nm的波長并且具有等于或小于50s脈沖持續(xù)時間的脈沖第二輻射來輻照所述閃爍體材料，以及

-探測設(shè)備，其用于在由所述第二輻射進(jìn)行的所述輻照期間和/或之后探測來自所述閃爍體材料的第三輻射，以便允許基于探測到的第三輻射對所述閃爍體材料的表征。

由于利用具有小于450nm的波長的第一輻射對閃爍體材料進(jìn)行輻照，可以在導(dǎo)帶中生成電子并且在價帶中生成空穴。這些電荷載體中的較大部分可以在閃爍體材料的發(fā)光部位進(jìn)行重新組合，并且由此可以生成發(fā)光輻射。然而，一些電荷載體會被捕獲在閃爍體材料的電子缺陷處。通過利用具有大于600nm的波長的第二輻射來輻照閃爍體材料，這些被捕獲的電荷載體可以被分別釋放到它們所移動的導(dǎo)帶或價帶中，并且所釋放的電荷載體可以在閃爍體材料的發(fā)光部位處生成發(fā)光輻射。該發(fā)光輻射可以被稱為光激勵發(fā)光(psl)，其能夠是由探測設(shè)備探測到的第三輻射。

由于第三輻射取決于在閃爍體材料的電子缺陷處捕獲的電荷載體的量，因此第三輻射能夠被用作對捕獲電荷載體的電子缺陷的量的指示物，并且因此用于表征閃爍體材料。此外，由于與基于余輝的表征相比，對于測量第三psl輻射，要求較小的動態(tài)測量范圍和小得多的測量時間，因此表征能夠是更簡單且更省力的。

由于脈沖第二輻射具有等于或小于50s的相對短的脈沖持續(xù)時間，因此能夠減少因由第二輻射的輻照和伴隨的熱效應(yīng)引起的對閃爍體材料的加熱，所引起的加熱會降低對第三輻射的光學(xué)探測的質(zhì)量。這能夠得到對閃爍體材料的進(jìn)一步改進(jìn)的表征。

所述表征裝置優(yōu)選適于表征pet閃爍體材料、單光子發(fā)射計算機(jī)斷層攝影(spect)閃爍體材料和/或計算機(jī)斷層攝影(ct)閃爍體材料。此外，所述表征裝置優(yōu)選適于表征包括bgo和/或cwo和/或lso和/或lyso和/或基于釓的石榴石的閃爍體材料。

由所述表征裝置表征的閃爍體材料能夠是應(yīng)當(dāng)被使用在用于探測電離輻射的探測設(shè)備中的最終閃爍體，如最終閃爍體棒。然而，閃爍體材料也能夠是被用于產(chǎn)生最終閃爍體的起始材料，即，原始粉狀材料，或者閃爍體材料能夠是關(guān)于用于產(chǎn)生最終閃爍體的生產(chǎn)過程的中間產(chǎn)品，其被布置在起始材料與最終閃爍體之間，其中，所述中間產(chǎn)品可能是鑄塊。

第二輻射源優(yōu)選為光發(fā)射二極管或激光。其優(yōu)選適于發(fā)射具有大于600nm的波長的紅光或發(fā)射紅外光。第二輻射源可以適于利用單個第二輻射脈沖或利用若干第二輻射脈沖來輻照閃爍體材料。所述第一輻射源優(yōu)選適于利用電離輻射，特別是利用x射線和/或電離uv輻射和/或伽馬射線作為第一輻射來輻照所述閃爍體材料。然而，在實(shí)施例中，所述第一輻射源可以適于利用非電離uv輻射或具有小于450nm的波長的可見輻射來輻照所述閃爍體材料。第一輻射源也優(yōu)選適于利用脈沖輻射來輻照閃爍體材料。

在實(shí)施例中，所述第二輻射源適于在已經(jīng)利用所述第一輻射輻照了所述閃爍體材料之后，首先利用具有大于60nm的第一波長的第二輻射來輻照所述閃爍體材料，并且然后利用具有第二波長的第二輻射來輻照所述閃爍體材料，其中，所述第二波長小于所述第一波長。因此，首先，在已經(jīng)利用第一輻射輻照了閃爍體材料之后，能夠利用具有第一波長的一個或若干脈沖來輻照閃爍體材料，其中，在由具有第一波長的脈沖第二輻射進(jìn)行的輻照期間和/或之后探測第三輻射。然后，能夠利用具有第二波長的一個或若干另外的第二輻射脈沖來輻照閃爍體材料，其中，第二波長小于第一波長，并且其中，在由一個或若干另外的第二輻射脈沖進(jìn)行的輻照期間和/或之后探測第三輻射。能夠利用具有較小波長的另外的第二輻射脈沖來繼續(xù)進(jìn)行該輻照和探測流程，即，能夠利用具有第一波長的一個或若干個第二輻射脈沖來輻照閃爍體材料，然后，能夠利用具有第二波長的一個或若干個第二輻射脈沖來輻照閃爍體材料，之后，利用具有第三波長的一個或若干第二輻射脈沖來輻照閃爍體材料，以此類推，其中，波長減小，即，第二波長小于第一波長，第三波長小于第二波長，以此類推。這允許取決于脈沖第二輻射的波長來探測第三輻射，其繼而允許區(qū)分不同能級處的電荷載體陷阱。第一波長大于600nm。另外的波長中的一個或若干個，即，例如第二波長，也能夠大于600nm，或者它們能夠等于或小于600nm。

如果利用具有不同的減小的波長的不同第二輻射脈沖來輻照閃爍體材料，可以在由第二輻射脈沖的輻照期間和/或在由第二輻射脈沖的輻照之后并且在由下一個第二輻射脈沖的后續(xù)輻照之前，探測針對某個第二輻射脈沖的第三輻射，所述下一個第二輻射脈沖可以具有與先前的第二輻射脈沖相同的脈沖，或者可以具有較小的波長。

為了提供具有不同波長的若干個第二輻射脈沖，第二輻射源可以包括具有不同波長的若干個子輻射源。然而，第二輻射源也能夠是能夠提供不同波長的單個輻射源，以便利用具有不同波長的第二輻射脈沖來輻照閃爍體材料。如果第二輻射源提供具有不同波長的若干個第二輻射脈沖，第二輻射脈沖具有等于或小于50s的脈沖持續(xù)時間。

在實(shí)施例中，所述探測設(shè)備適于取決于所述探測到的第三輻射來生成探測信號，其中，所述表征裝置還包括用于對所述探測信號進(jìn)行積分的計算單元，以便允許基于經(jīng)積分的探測信號對所述閃爍體材料的表征。經(jīng)積分的探測信號能夠被認(rèn)為是針對釋放的電荷載體的量的指示物并且因此是針對電子缺陷對發(fā)光的不利影響的指示物。因此，經(jīng)積分的探測信號非常適合于表征閃爍體材料。

當(dāng)利用電離輻射被輻照時，所述閃爍體材料生成具有發(fā)光波長的發(fā)光，其中，所述探測設(shè)備優(yōu)選適于探測具有所述發(fā)光波長的輻射。具體地，所述探測設(shè)備包括波長濾波器和光電探測器，所述波長濾波器適于允許具有所述發(fā)光波長的光通過所述波長濾波器，所述光電探測器用于探測經(jīng)濾波的光。對該波長濾波器的使用改進(jìn)了探測第三輻射的準(zhǔn)確性，其繼而能夠得到對閃爍體材料的進(jìn)一步改進(jìn)的表征。

在實(shí)施例中，所述表征裝置適于使得在利用所述第一輻射來輻照所述閃爍體材料的結(jié)束與利用所述第二輻射來輻照所述閃爍體材料的開始之間的時間距離等于或小于500s，更優(yōu)選地小于100s。此外，該時間距離可以大于60s。因此，在已經(jīng)停止了由第一輻射的照射之后能夠非常快速地探測第三輻射，這能夠得到相對短的表征時間。

在本申請的另外的方面中，提出了一種用于表征閃爍體材料的表征方法，其中，所述表征方法包括：

-利用具有小于450nm的波長的第一輻射來輻照所述閃爍體材料，

-在已經(jīng)利用所述第一輻射輻照了所述閃爍體材料之后，利用具有大于600nm的波長并且具有等于或小于50s的脈沖持續(xù)時間的脈沖第二輻射來輻照所述閃爍體材料，

-在利用所述第二輻射進(jìn)行的所述輻照期間和/或之后探測來自所述閃爍體材料的第三輻射，以便允許基于探測到的第三輻射對所述閃爍體材料的表征。

在本申請的另一方面中，提出了一種用于制造用于探測電離輻射的探測設(shè)備的制造方法，其中，所述制造方法包括：

-提供當(dāng)利用電離輻射被輻照時生成發(fā)光的閃爍體材料，并且提供用于探測所述發(fā)光的探測器，

-通過執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求12所述的表征方法來表征所述閃爍體材料，

-基于所述表征來選擇要被用于制造所述探測設(shè)備的閃爍體材料，

-基于所選擇的閃爍體材料和所提供的探測器來制造所述探測設(shè)備。

在本發(fā)明的另外的方面中，提出了一種用于控制根據(jù)權(quán)利要求1所述的表征裝置的計算機(jī)程序，其中，所述計算機(jī)程序包括程序代碼單元，所述程序代碼單元用于當(dāng)所述計算機(jī)程序在控制所述表征裝置的計算機(jī)上運(yùn)行時令所述表征裝置執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求12所述的表征方法的步驟。

應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)權(quán)利要求1所述的表征裝置、根據(jù)權(quán)利要求12所述的表征方法、根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造方法和根據(jù)權(quán)利要求14所述的計算機(jī)程序具有相似和/或相同的優(yōu)選實(shí)施例，尤其是與從屬權(quán)利要求所定義的相似和/或相同的優(yōu)選實(shí)施例。

應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例也能夠是從屬權(quán)利要求或上述實(shí)施例與各個獨(dú)立權(quán)利要求的任何組合。

參考下文描述的實(shí)施例，本發(fā)明的這些方面和其他方面將是明顯的并且得到闡明。

附圖說明

在以下附圖中：

圖1示意性且示范性地示出了用于表閃爍體材料的表征裝置的實(shí)施例，

圖2示出了示范性地圖示用于表征閃爍體材料的表征方法的實(shí)施例的流程圖，

圖3示出了示范性地圖示用于制造用于探測電離輻射的探測設(shè)備的制造方法的實(shí)施例的流程圖，并且

圖4圖示了基于余輝的表征技術(shù)的靈敏度與基于psl的表征技術(shù)的靈敏度的差異。

具體實(shí)施方式

圖1示意性地且示范性地示出了用于表征閃爍體材料的表征裝置的實(shí)施例。表征裝置1包括用于利用電離第一輻射4來輻照閃爍體材料3的第一輻射源2，所述第一輻射4例如可以是x射線、uv輻射或伽馬輻射。優(yōu)選地，第一輻射源2適于利用輻射脈沖來輻照閃爍體材料3。如果電離第一輻射是伽馬輻射或x輻射，則輻射脈沖能夠具有幾秒的脈沖持續(xù)時間，即，例如，在1s到30s的范圍內(nèi)，并且如果電離第一輻射是uv輻射，則輻射脈沖能夠具有在一秒到幾分鐘的范圍內(nèi)的脈沖持續(xù)時間，即，例如，在1s到10min的范圍內(nèi)。

表征裝置1還包括第二輻射源5，所述第二輻射源5用于在已經(jīng)利用第一輻射4輻照了閃爍體材料3之后，利用具有大于600nm的波長的第二輻射6來輻照閃爍體材料3。因此，當(dāng)?shù)谝惠椛湓?利用第一輻射4來輻照閃爍體材料3時，第二輻射源5不利用第二輻射源6來輻照閃爍體材料3。在已經(jīng)完成了利用第一輻射4進(jìn)行輻照之后，閃爍體材料3僅利用第二輻射6進(jìn)行輻照。在該實(shí)施例中，第二輻射源5是光發(fā)射二極管或紅外激光器，其適于提供脈沖輻射作為第二輻射。脈沖輻射具有等于或小于50s的持續(xù)時間。具體地，脈沖持續(xù)時間優(yōu)選小于40s，更優(yōu)選地小于20s，甚至更優(yōu)選地小于10s。

表征裝置1也包括探測設(shè)備9，所述探測設(shè)備9用于在由第二輻射脈沖6進(jìn)行輻照期間和之后探測來自閃爍體材料3的第三輻射12，以便允許基于探測到的第三輻射12對閃爍體材料3的表征。

當(dāng)利用電離輻射被輻照時，閃爍體材料3生成具有發(fā)光波長的發(fā)光。如果在導(dǎo)帶或價帶中分別釋放閃爍體材料3內(nèi)的電子缺陷處捕獲的電荷載體，也能夠生成這種具有發(fā)光波長的發(fā)光，這是因?yàn)樗尫诺碾姾奢d體然后能夠移動并且在閃爍體材料的發(fā)光部位處生成發(fā)光。發(fā)光部位優(yōu)選由鈰離子(ce³⁺)形成。然而，閃爍體材料也能夠包括其他發(fā)光部位，如其他稀土元素，例如，鐠離子(pr³⁺)、銪離子(eu³⁺或eu²⁺)、鋱離子(tb³⁺⁾等。閃爍體也能夠包括非稀土離子作為發(fā)光部位，如鉈離子(t^l+)、鉍離子(bi³⁺)等。

通過使用第二輻射脈沖6將電荷載體從阱中釋放，其中，得到的發(fā)光(即，第三輻射12)由探測設(shè)備9探測。為了改進(jìn)探測發(fā)光的準(zhǔn)確性，探測設(shè)備9包括波長濾波器7和光電探測器8，所述波長濾波器7適于允許具有發(fā)光波長的光通過波長濾波器7，所述光電探測器8用于探測經(jīng)濾波的第三輻射12。

表征裝置1適于使得在利用第一輻射4來輻照閃爍體材料3的結(jié)束與利用第二輻射6來輻照閃爍體材料3的開始之間的時間距離等于或小于10s。因此，第二輻射脈沖(其可能是紅外脈沖)能夠在由第一輻射脈沖進(jìn)行的激勵之后馬上進(jìn)行施加，使得整個測量可以在幾秒或幾分鐘內(nèi)完成?？梢允褂眉t外輻照劑量，其等同于閃爍體材料的每cm³吸收的光子的數(shù)量，其在10¹⁶到10²¹的范圍內(nèi)，特別地，在10¹⁶到10¹⁹的范圍內(nèi)。

光電探測器8適于取決于探測到的第三輻射12來生成探測信號，其中，表征裝置1還包括用于對探測信號進(jìn)行積分的計算單元10，以便允許基于經(jīng)積分的探測信號對閃爍體材料的表征。所述積分可以得到積分值，所述積分值能夠在如顯示器的輸出單元11上被示出。

由表征裝置1表征的閃爍體材料優(yōu)選是pet閃爍體材料、spect閃爍體材料或ct閃爍體材料。具體地，閃爍體材料包括bgo、cwo、lso、lyso或基于釓的石榴石，如釓鋁石榴石(gd3al5o12,gdag)、釓鎵鋁石榴石(gd3ga5-xalxo12,gdgag)、釔釓鎵鋁石榴石(y3-xgdxga5-yalyo12,yggag)或鋱釓鎵鋁石榴石(tb3-xgdxga5-yalyo12,tbggag)。然而，閃爍體材料也能夠包括另一石榴石，如镥鋁石榴石(lu3al5o12,luag)、镥鎵鋁石榴石(lu3ga5-xalxo12,lugag)、釔鋁石榴石(y3al5o12,yag)或鋱鋁石榴石(tb3al5o12,tbag)。閃爍體材料也能夠包括上述石榴石中的至少兩個的化學(xué)混合物，即，固溶體。

在下文中，將參考圖2中示出的流程圖示范性地描述用于表征閃爍體材料的表征方法的實(shí)施例。

在步驟101中，利用電離第一輻射4來輻照閃爍體材料3。在步驟102中，在已經(jīng)停止了利用第一輻射4進(jìn)行輻照之后，利用具有大于600nm的波長的第二輻射6來輻照閃爍體材料3，并且在利用第二輻射6進(jìn)行輻照期間和之后，探測來自閃爍體材料3的第三輻射12(即，光激勵發(fā)光)。具體地，在步驟102中生成探測信號，所述探測信號指示來自閃爍體材料3的第三輻射12。在步驟103中，對生成的探測信號進(jìn)行積分，從而生成積分值，所述積分值在步驟104中被示出在輸出單元11上。用戶可以基于該積分值來選擇合適的閃爍體材料。

表征裝置1優(yōu)選還包括控制單元15，所述控制單元15用于根據(jù)所述表征方法來控制表征裝置1的不同部件。然而，在另一實(shí)施例中，表征裝置也可以是至少部分手動控制的。

在下文中，將參考圖3中示出的流程圖將示范性地描述用于制造用于探測電離輻射的探測設(shè)備的制造方法的實(shí)施例。

在步驟201中，提供閃爍體材料，所述閃爍體材料在利用電離輻射被輻照時生成發(fā)光。此外，在步驟201中，提供用于探測發(fā)光的探測器。在步驟202中，參考圖2如以上所描述地表征閃爍體材料，即，針對閃爍體材料確定積分值。在步驟203中，基于所確定的各自的積分值來決定哪個閃爍體材料應(yīng)當(dāng)被用于制造探測設(shè)備。例如，如果各自的積分值小于預(yù)定義的閾值，則各自的閃爍體材料被選擇用于制造探測設(shè)備。如果各自的積分值大于該預(yù)定義的閾值，則各自的閃爍體材料不能用于制造探測設(shè)備。在步驟204中，基于所選擇的閃爍體材料和所提供的探測器來制造探測設(shè)備。

能夠根據(jù)電子缺陷的期望的能量深度來選取第二輻射的波長，使得有效地完成電荷載體的去捕獲。此外，該波長可以被選取為使得不發(fā)生直接發(fā)光的生成，即，不是由從電子缺陷釋放的電荷載體生成的發(fā)光。特別地，出于這些原因，第二輻射的波長大于600nm，并且優(yōu)選地大于650nm。

已知的表征技術(shù)非常受限，已經(jīng)在開始時描述了這些表征技術(shù)并且這些表征技術(shù)是基于對x射線余輝的測量的，特別是因?yàn)閬碜韵鄬ι畹内宓碾姾奢d體不能以合理的時間被釋放。相比之下，上述參考圖1和圖2的基于psl的表征技術(shù)允許快速并且省力地確定捕獲的電荷載體的總數(shù)量，也包括在相對深的阱中捕獲的電荷載體。

圖4示范性地圖示了基于余輝的表征技術(shù)的靈敏度與基于psl的表征技術(shù)的靈敏度的差異。

在圖4中，i指代歸一化強(qiáng)度，并且t指代以秒為單位的時間。示出了三個不同圖形12、13、14，其對應(yīng)于三個不同的gdgag樣本。箭頭16指示在已經(jīng)利用uv輻射輻照了各個gdgag樣本之后的余輝，并且箭頭17指示在已經(jīng)利用紅外脈沖輻照了各個gdgag樣本之后的psl。在300s的時間跨度期間測量余輝16，即，衰減信號。通過使用靈敏的光電倍增管(pmt)來完成該測量。在幾百秒之后余輝探測信號非常低，使得該測量方法受限。然而，在由紅外光脈沖激勵之后，已經(jīng)被捕獲在深阱中并且尚未被熱激勵的電荷載體被釋放，并且能夠容易地被測量作為psl17。因此，psl技術(shù)比余輝技術(shù)靈敏的多。

所述表征裝置和所述表征方法可以適于選擇特別是用于pet、spect或ct成像的閃爍體晶體或陶瓷。此外，所述表征裝置和所述表征方法可以用于針對組合的成像系統(tǒng)(如將a)pet成像或spect成像與b)ct成像或磁共振(mr)成像或超聲(us)成像進(jìn)行組合的成像系統(tǒng))選擇閃爍體晶體或陶瓷。

通過使用表征裝置和表征方法來表征的閃爍體材料能夠包括閃爍體棒，即，最終的閃爍體，其用于制造用于探測電離輻射的探測設(shè)備。然而，閃爍體材料也能夠包括已經(jīng)由閃爍體原材料制成的測試結(jié)構(gòu)，在生產(chǎn)條件下，所述測試結(jié)構(gòu)也將被用于生產(chǎn)最終閃爍體。測試結(jié)構(gòu)可能例如是盤，其可能具有幾百微米到幾毫米的范圍內(nèi)(即，例如，在100μm到10mm的范圍內(nèi))的厚度。被表征的閃爍體材料也可能是閃爍體粉末，其可能由閃爍體原材料制成，其中，閃爍體原材料可以包括例如镥、釓、鎵、鋁等的氧化物粉末。各種閃爍體原材料本身也可以由表征裝置和表征方法來表征，以便確定該閃爍體原材料是否應(yīng)當(dāng)用于生產(chǎn)最終閃爍體。

第二輻射源可以適于輻照閃爍體材料(即，例如實(shí)際被表征的閃爍體材料樣本)的任意一側(cè)。此外，表征裝置的探測設(shè)備優(yōu)選直接地或經(jīng)由例如將來自閃爍體材料的第三輻射發(fā)射到探測設(shè)備的光電探測器的光纖或光學(xué)耦合液體與閃爍體材料光學(xué)接觸。光電探測器可以包括硅二極管、pmt或硅光電倍增管(sipm)。

盡管在上述實(shí)施例中，已經(jīng)利用電離第一輻射輻照了閃爍體材料，但是在其他實(shí)施例中，也能夠利用非電離第一輻射(如非電離uv輻射或具有小于450nm的波長的可見輻射)來輻照閃爍體材料。如果第一輻射是非電離uv輻射或具有小于450nm的波長的可見光，可以生成具有在幾秒到幾分鐘的范圍內(nèi)(即，例如，在1s到10min的范圍內(nèi))的脈沖持續(xù)時間的各個輻射脈沖。

盡管在上述實(shí)施例中，第二輻射源利用具有大于600nm的特定波長的脈沖第二輻射來輻照閃爍體材料，但是在其他實(shí)施例中，第二輻射源能夠利用具有不同波長的不同第二輻射脈沖來輻照閃爍體材料，其中，相繼的第二輻射脈沖的波長是相同的或減小的。具體地，可以利用具有第一波長的第二輻射脈沖來輻照閃爍體材料，然后利用具有第二波長的第二輻射脈沖來輻照閃爍體材料，之后，利用具有第三波長的第二輻射脈沖來輻照閃爍體材料，以此類推，其中，波長減小，即，第二波長小于第一波長，第三波長小于第二波長，以此類推。第一波長大于600nm，而另外的波長中的一個、若干或全部能夠等于或小于600nm。然而，所有另外的波長也可能大于600nm。

在利用具有特定波長的第二輻射脈沖對閃爍體材料進(jìn)行輻射期間和/或之后探測第三輻射，其中，在利用具有另一較小波長的下一個第二輻射脈沖來輻照閃爍體材料之前執(zhí)行針對第二輻射脈沖的該特定波長的第三輻射的探測。以這種方式，能夠取決于第二輻射脈沖的波長來探測第三輻射。例如，對于每個波長，能夠取決于探測到的第三輻射來生成探測信號，并且能夠?qū)μ綔y信號進(jìn)行積分，其中，針對特定波長確定的經(jīng)積分的探測信號能夠被用于通過使用第二輻射的各個波長來估計從阱釋放的電荷載體的數(shù)量。這允許對不同能級的阱的數(shù)量的估計。

第二輻射源能夠包括用于提供不同波長的若干個子輻射源。因此，能夠通過使用若干個子輻射源并通過利用減少的波長(即，利用增加的光子能量)按順序地操作它們來獲得關(guān)于阱的深度的信息。如果光子能量過小，即，小于將捕獲的電荷載體分別光學(xué)地提升到導(dǎo)帶或價帶所需的能量差，由于阱過深并且探測信號并未被獲得，則捕獲的電荷載體不能夠被分別提升到導(dǎo)帶或價帶。隨著光子能量的增加，阱的深度增加，其中，電荷載體能夠被從所述阱分別提升到導(dǎo)帶或價帶。如果具有減小的波長的子輻射源被按順序地用作阱，其中，由具有低光子能量的輻射排空的所述阱也將由具有較高能量的光子所排空，則這使得能夠區(qū)分不同能級處的阱。

本發(fā)明不限于所公開的實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員通過研究附圖、公開內(nèi)容以及權(quán)利要求，在實(shí)踐請求保護(hù)的發(fā)明時能夠理解并實(shí)現(xiàn)對所公開的實(shí)施例的其他變型。

在權(quán)利要求中，“包括”一詞不排除其他元件或步驟，并且詞語“一”或“一個”不排除多個。

單個單元或設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)在權(quán)利要求中記載的若干項(xiàng)的功能。盡管某些措施被記載在互不相同的從屬權(quán)利要求中，但是這并不指示不能有利地使用這些措施的組合。

如根據(jù)表征方法對積分值的計算和對表征裝置的控制的流程能夠被實(shí)施為計算機(jī)程序的程序代碼單元和/或?qū)Ｓ糜布?/p>

計算機(jī)程序可以被存儲/分布在合適的介質(zhì)上，例如與其他硬件一起或作為其他硬件的部分供應(yīng)的光學(xué)存儲介質(zhì)或固態(tài)介質(zhì)，但是也可以被以其他形式分布，例如經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)或其他有線或無線的電信系統(tǒng)。

權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記都不應(yīng)被解釋為對范圍的限制。

本發(fā)明涉及一種用于表征特別是用于pet探測器的閃爍體材料的表征裝置。第一輻射源利用具有小于450nm的波長的第一輻射來輻照所述閃爍體材料。然后，第二輻射源利用具有大于600nm的波長并且具有等于或小于50s的脈沖持續(xù)時間的脈沖第二輻射來輻照所述閃爍體材料，其中，在由所述第二輻射進(jìn)行的所述輻照期間和/或之后，探測設(shè)備探測來自所述閃爍體材料的第三輻射。所述第三輻射取決于在所述閃爍體材料的電子缺陷處捕獲的電荷載體的量，使得其能夠被用作針對電子缺陷的量的指示物，并且因此能夠被用于表征所述閃爍體材料。所述表征能夠以相對快速且相對簡單的方式被執(zhí)行。