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Driftkorrektur durch Nutzung des Pockelseffekts

IP.com Disclosure Number: IPCOM000191803D
Original Publication Date: 2010-Jan-25
Included in the Prior Art Database: 2010-Jan-25
Document File: 2 page(s) / 83K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Fuer die Detektion von Gamma- und Roentgenstrahlung, insbesondere bei der Computertomographie (CT) und „dual energy“ CT, werden u.a. direktkonvertierende Detektoren basierend auf halbleitenden Materialien, wie z.B. CdTe, CdZnTe, CdZnTeSe, CdTeSe, CdMnTe, InP, TlBr2, HgI2 benutzt (Cd: Cadmium, Te: Tellur, Zn: Zink, Se: Selen, Mn: Mangan, In: Indium, P: Phosphor, Br: Brom, Hg: Quecksilber, I: Iod). Diesen Materialien ist eine auftretende Polarisation insbesondere bei einer fuer CT-Geraete notwendigen Flussdichte der Strahlung gemein. Verursacht wird dieses Problem durch die sehr geringe Mobilitaet der Ladungstraeger, insbesondere der Loecher und die Konzentration intrinsischer Stoerstellen. Deshalb ist es bislang nicht moeglich, hohe Strahlungsdichten, wie sie z.B. bei der Computertomographie Anwendung finden, direkt in elektrische Pulse umzuwandeln. Polarisation ist die Reduktion der detektierten Zaehlrate bei hohen Photonenfluessen (Drift). Polarisation entsteht durch die Reduktion des elektrischen Feldes aufgrund von an Stoerstellen gebundenen, ortsfesten Ladungen (Raumladung). Derzeit existiert keine Moeglichkeit, diesen Effekt der Polarisation zu verhindern. D.h. eine Messung von hohen Strahlenfluessen wie beispielsweise beim CT ist zurzeit mittels Direktkonvertern nicht moeglich. Auch ist der Polarisationszustand des Detektors waehrend einer Bestrahlung nicht zu ermitteln.

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Driftkorrektur durch Nutzung des Pockelseffekts

Idee: Dr. Christian Schroeter, DE-Forchheim

Fuer die Detektion von Gamma- und Roentgenstrahlung, insbesondere bei der Computertomographie (CT) und "dual energy" CT, werden u.a. direktkonvertierende Detektoren basierend auf halbleitenden Materialien, wie z.B. CdTe, CdZnTe, CdZnTeSe, CdTeSe, CdMnTe, InP, TlBr2, HgI2 benutzt (Cd: Cadmium, Te: Tellur, Zn: Zink, Se: Selen, Mn: Mangan, In: Indium, P: Phosphor, Br: Brom, Hg: Quecksilber, I: Iod). Diesen Materialien ist eine auftretende Polarisation insbesondere bei einer fuer CT-Geraete notwendigen Flussdichte der Strahlung gemein. Verursacht wird dieses Problem durch die sehr geringe Mobilitaet der Ladungstraeger, insbesondere der Loecher und die Konzentration intrinsischer Stoerstellen. Deshalb ist es bislang nicht moeglich, hohe Strahlungsdichten, wie sie z.B. bei der Computertomographie Anwendung finden, direkt in elektrische Pulse umzuwandeln. Polarisation ist die Reduktion der detektierten Zaehlrate bei hohen Photonenfluessen (Drift). Polarisation entsteht durch die Reduktion des elektrischen Feldes aufgrund von an Stoerstellen gebundenen, ortsfesten Ladungen (Raumladung). Derzeit existiert keine Moeglichkeit, diesen Effekt der Polarisation zu verhindern. D.h. eine Messung von hohen Strahlenfluessen wie beispielsweise beim CT ist zurzeit mittels Direktkonvertern nicht moeglich. Auch ist der Polarisationszustand des Detektors waehrend einer Bestrahlung nicht zu ermitteln.

Es wird nun eine neuartige Methode zur direkten Messung des Polarisationszustandes des Detektors waehrend der Bestrahlung vorgeschlagen. Dadurch kann die Zaehlrate korrigiert werden und damit effektiv auch der die Drift des Detektors. Zur Messung des Polarisationszustandes waehrend der Messung wird dafuer der so genannte "Pockelseffekt" genutzt. Dieser beruht auf dem an ionischen Kristallen beobachteten Effekt der feldabhaengigen Drehung des Polarisationsvektors transmittierten Lichts. Bei CdTe und verwandten Materialien wird hierzu Infrarotlicht (IR) mit einer Photonenenergie unterhalb der Bandlueckenenergie genutzt. Solches Licht kann beispielsweise von IR-LEDs (LED: Light Emitting Diode) erzeugt werden.

Vor und hinter der Probe befinden sich Polarisationsfilter, die, je nach Kristallo...