9. Детекторы на основе сцинтилляционных кристаллов, контактирующих с фотодиодами

Структурная схема одного канала такого детектора показана на рис. 19. Сцинтилляционные кристаллы 1 выполняют из иодида цезия и натрия ( , ), вольфрамата кадмия ( ) и германата висмута. Контактирующие с ними фотодиоды, напри­мер из кремния -типа с имплантантом -типа, компактны, имеют высокую прочность, нечувствительны к магнитным по­лям, питаются от низковольтных источников, работают при ком­натной температуре и имеют высокий квантовый выход в широ­ком диапазоне частот.

Рис. 19. Структурная схема детек­тора сцинтиллятор-фотодиод: 1. сцинтиллятор; 2. металлический кон­такт; 3. ; 4 . -переход; 5. пред­усилитель

Эффек­тивность собирания света может быть повышена благодаря полному внутреннему отражению люминесцентных фотонов от нерабочих плоскостей сцинтиллятора, либо применением диффузно или зеркально отражающих покрытий. Лучшими мате­риалами для создания хорошей оптической связи между сцинтиллятором и -переходом служат кремнийорганические ком­паунды.

Преимущества этих детекторов: простота градуировки, что является следствием долговре­менной стабильности (0,1%) и линейности фотодиода.

10. Детектор на основе люминесценции, стимулированной лазером

Основные элементы системы – это небольшие кристаллы фотостимулируемого фосфора , распределенные в органическом связующем веществе, нанесенном на пластину. Толщина слоя фосфора около 150 ... 400 мкм. Фотостимулируемый фосфор способен запоминать часть поглощенной в нем энергии рентгеновского, ультрафиоле­тового, электронного излучения, а также испускать под действием видимого или ИК излучения фотоны лю­минесцентного излучения, число которых пропорционально по­глощенной энергии. Получение такого излучения названо фотостимулированной люминесценцией (ФСЛ).

Детектирующая система на основе ФСЛ обладает высоким квантовым выходом при взаимодействии с рентгеновским излу­чением. Обобщенный квантовый выход системы при энергии рентгеновских квантов до 20 кэВ и диапазоне экспозиций 10 ... 10³ фотонов на элемент изображения соответствует идеальному детектору ( ). Пространственное разрешение детектора может составлять несколько десятков микро­метров.

Скрытое изображение, запоминаемое на пластине детектора, сохраняется в течение нескольких часов. Считывание этого изо­бражения производится, сканируя пучком гелий-нео­нового лазера ( = 632,8 нм), которое освобождает ФСЛ-излу­чение (  385 нм). Сканирование осуществляют лазер­ным пучком, который отклоняется сканирующим зеркалом при синхронном перемещении пластины перпендикулярно сканирую­щему пучку.

ФСЛ-излучение с помощью световода может стимулировать на выходе фотоумножителя аналоговый сигнал, который затем обрабатывается и преобразуется АЦП во временные последовательности цифровых сигна­лов. Скорость сканирования в настоящее время составляет око­ло 14 мкс на элемент изображения при размере элемента при­мерно 100100 мкм. Цифровые сигналы могут обрабатываться, запоминаться и преобразовываться в световые изображения на дисплее.