电离辐射探测
阅读：592发布：2020-05-11
专利汇可以提供电离辐射探测专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种探测器阵列（110）包括被配置为探测 电离 辐射 并输出指示探测到的辐射的 信号 的探测器（112），其中，所述探测器至少包括 半导体 元件（118）和照明子系统（120），所述照明子系统被配置为生成并传递子带隙照明辐射，用于选择性地仅对所述半导体元件的子部分进行照明，以便在所述元件内产生空间 图案化 的照明分布。，下面是电离辐射探测专利的具体信息内容。
1.一种探测器阵列(110)，包括：
探测器(112)，其被配置为探测电离辐射并输出指示探测到的电离辐射的信号，其中，所述探测器至少包括半导体元件(118)；以及
照明子系统(120)，其被配置为生成并传递子带隙照明辐射，用于选择性地照明仅所述半导体元件的子部分，以便在所述元件内部生成空间图案化的照明分布。
2.根据权利要求1所述的探测器阵列，还包括：
电触头，其连接至所述半导体元件的被照明的子部分；以及
电源(122)，其被配置为向所述电触头施加电势。
3.根据权利要求1所述的探测器阵列，其中，所述照明将所述子部分的导电性从第一导电性提高到更高的第二导电性，其中，所述更高的第二导电性高于所述半导体元件的未被照明的子部分的导电性，并且其中，在没有所述照明辐射的情况下，所述第一导电性不超过所述半导体元件的所述的未被照明的子部分的导电性。
4.根据权利要求1所述的探测器阵列，所述照明子系统包括：
至少一个照明源(2031、2032)，其生成所述子带隙照明辐射。
5.根据权利要求1所述的探测器阵列，其中，所述照明辐射光子的能量不超过所述半导体元件的带隙的一半。
6.根据权利要求4到5中的任一项所述的探测器阵列，其中，至少一个照明源直接或者通过光透射介质耦合至所述半导体元件。
7.根据权利要求4到5中的任一项所述的探测器阵列，其中，所述至少一个照明源是红外照明源，并且所述子带隙辐射是红外辐射。
8.根据权利要求1到5中的任一项所述的探测器阵列，其中，所述半导体元件包括碲化镉或碲化镉锌中的至少一个。
9.根据权利要求8所述的探测器阵列，其中，所述碲化镉包括碲化镉单晶。
10.根据权利要求8所述的探测器阵列，其中，所述碲化镉锌包括碲化镉锌的单晶。
11.根据权利要求1到5中的任一项所述的探测器阵列，还包括：
光透射介质(2101、2102、2181、2182)，其被设置在至少一个照明源和所述半导体元件之间，并且被布置为使所述照明辐射图案化并对其滤波，从而产生空间图案化的子带隙照明辐射。
12.根据权利要求1到5中的任一项所述的探测器阵列，还包括至少一个反射器(2261，
2262)，其中，所述半导体元件被设置在所述照明子系统和所述至少一个反射器之间，并且所述至少一个反射器将贯穿所述半导体元件的照明辐射反射回所述半导体元件内。
13.根据权利要求12所述的探测器阵列，其中，所述至少一个反射器被物理耦合至所述半导体元件的外部，并且所述电源向所述至少一个反射器施加所述电势。
14.根据权利要求1到5中的任一项所述的探测器阵列，其中，所述照明辐射对所述半导体元件的至少一个单独的或者分离的层的子部分进行照明。
15.根据权利要求1到5中的任一项所述的探测器阵列，其中，所述电离辐射是X-射线、伽马射线或其他电离辐射。
16.根据权利要求2所述的探测器阵列，其中，所述电触头与所述半导体元件的外侧物理邻接，或者位于所述半导体元件的内部。
17.一种探测方法，包括：
采用空间图案化子带隙照明辐射(2121、2122)仅对被配置为探测电离辐射的探测器(112)的半导体元件(118)的子部分进行照明；以及
在仅对所述半导体元件的子部分进行所述照明的同时，采用所述探测器探测电离辐射。
电离辐射探测
技术领域
[0001] 下文总体上涉及电离辐射探测，更具体而言，涉及半导体辐射探测器，并且借助在计算机断层摄影（CT）中的具体应用对其进行描述；然而，下文同样适用于其他成像模态，诸如，核医学、数字放射显影（DR）和/或用于安全、非破坏性测试、医学成像和/或其他领域的其他模态。
背景技术
[0002] 计算机断层摄影（CT）扫描器包括以可旋转的方式安装到一般固定不动的机架上的旋转机架。所述旋转机架穿过检查区域支撑X-射线管和安装在可旋转机架上与所述X-射线管相对的探测器阵列。所述旋转机架关于纵轴或z轴围绕所述检查区域旋转，因而所述X-射线管和所述探测器阵列也如此旋转。所述X-射线管被配置为发射贯穿所述检查区域（以及检查区域中的对象或物体的一部分）并照射到所述探测器阵列上的电离辐射。所述探测器阵列包括探测电离辐射并生成指示其的信号的多个探测器。重建器重建图像，从而生成指示检查区域中的对象或物体的一部分的体积图像数据。
[0003] 已经使用宽带隙半导体探测器来探测用于诸如安全、非破坏性测试和医学成像的应用中的电离辐射。令人遗憾的是，这样的探测器并不能很好地适用于所有的成像应用。例如，对于谱CT而言，这样的探测器可能在时间分辨率和响应均匀性方面存在不足，并且受到电荷捕获和极化的影响。对于大多数应用而言，要求这样的探测器厚得足以提供用于吸收高能X-射线和γ光子所需的高制动（stopping）能力。探测器晶体的厚度需要超过十（10）毫米（mm），对于CT和PET应用而言，通常为三（3）到五（5）mm，其侧面尺寸范围从十乘十（10×10）到二十乘二十（20×20）平方毫米（mm2）。具有精确受控的特性（如，成分、缺陷密度、掺杂等）的该尺寸的无瑕疵探测器晶体是不容易获得的。此外，要向所述探测器施加数百伏特电压以提供有效的电荷分离和收集。
[0004] 高压偏置以及不可避免的晶体缺陷和瑕疵的存在导致了晶体内的电荷捕获以及扩展的空间电荷区的形成，并最终影响由探测器晶体内的电离辐射产生的电荷载流子的生成和收集以及探测器响应时间，并且降低探测器的信噪比和能量分辨率。在诸如医学CT的高通量辐射探测领域中应用半导体探测器的另一障碍在于，X-射线通量在扫描期间剧烈变化，其影响探测器晶体性质，并且能够导致一些不期望的效果，诸如，信号堆积、饱和、电荷捕获等。
[0005] 在美国专利5,248,885、美国专利5,905,772、美国专利7,312,458、美国专利7,514,692、美国专利7,652,258和7,800,071以及美国专利申请公开文本2010/0078559中描述了基于探测器加热和子带隙照射来减少电荷捕获和极化以改善辐射探测器性能的技术。
然而，整个探测器晶体的加热和照明通过生成额外的电荷载流子极大地降低探测器的电阻，其继而提高暗电流和噪音水平，并且需要在探测器耦合电子装置中产生相当大的变化。
除了上述方案之外，在2010/0078559中提出的探测器的非均匀性但未图案化的IR照明还将提高探测器响应的不均匀性。
然而，整个探测器晶体的加热和照明通过生成额外的电荷载流子极大地降低探测器的电阻，其继而提高暗电流和噪音水平，并且需要在探测器耦合电子装置中产生相当大的变化。
除了上述方案之外，在2010/0078559中提出的探测器的非均匀性但未图案化的IR照明还将提高探测器响应的不均匀性。
[0006] 此外，上述技术没有提供有效的空穴排出，所述空穴是通过位于晶体内部深处并且远离阴极的探测器区域中的电离辐射而产生的。缺乏有效的机制将空穴从受到高通量的电离辐射照射的晶体中快速排出（evacuation），导致电荷捕获和极化，并且影响探测响应时间，使其不足以用于高通量应用。此外，如果像素化探测器在阳极一侧具有意在更加快速地排出在远离阴极的位置生成的空穴的导向电极，则对这样的探测器的照明将子阳极晶体区域的导电性和垫（pad）到导向电极的漏电流的幅度增大高达两个数量级，其可能阻碍或者甚至妨碍导向电极的使用，被证明用于改善探测器的响应时间和能量分辨率。
[0007] 从上文来看，存在一种有待解决的需求，即，需要其他方案来克服在高通量成像应用中的半导体探测器的缺陷。发明内容
[0008] 本申请所提出的各个方面提供了一种新的改进的辐射探测技术，其解决了上文提及的与在CT中应用半导体探测器相关的问题以及其他问题。
[0009] 在一个方面中，一种探测器阵列包括被配置为探测电离辐射并输出指示探测到的辐射的信号的探测器。所述探测器至少包括半导体元件。所述探测器阵列还包括照明子系统，其被配置为生成并传递子带隙照明辐射用于选择性地仅对所述半导体元件的子部分进行照明，以便在所述元件内部产生空间图案化的照明分布。
[0010] 在另一方面中，方法包括采用空间图案化的子带隙照明辐射仅对被配置为探测电离辐射的探测器的半导体元件的子部分进行照明；以及在仅对所述半导体元件的子部分进行照明的同时采用所述探测器探测电离辐射。
[0011] 在另一方面中，计算机可读存储介质被编码有计算机可读指令，在由计算系统的处理器执行时，所述计算机可读存储介质使所述系统：在测量过程中或测量之间，根据入射到所述探测器内的电离辐射的通量或者探测器输出信号，改变以下的至少一个：照明强度，或照明图案，或者施加到被照明的子部分或施加到与探测器的半导体元件连接的电触头的电压。附图说明
[0012] 本发明可以采取各种部件和部件布置以及各种步骤和步骤布置。附图仅出于图示优选实施例的目的，不应被解释为限制本发明。
[0013] 图1示意性地图示了一种示范性成像系统。
[0014] 图2示意性地图示了与照明子系统和电源连接的示范性探测器的俯视图。
[0015] 图3示意性地图示了与照明子系统和电源连接的示范性探测器的侧视图。
[0016] 图4和图5示意性地图示了与任选的照明子系统连接的示范性探测器。
[0017] 图6图示了根据所述示范性探测器、所述照明子系统和所述电源的方法。
具体实施方式
[0018] 图1示意性地图示了诸如计算机断层摄影（CT）扫描器的成像系统100。在其他实施例中，所述成像系统包括数字放射显影（DR）、核医学和/或探测电离辐射的另一装置。
[0019] 所图示的成像系统100包括固定机架102和由固定机架102可旋转支撑的旋转机架104。旋转机架104关于纵轴或者z轴围绕检查区域106旋转。诸如X-射线管的辐射源108由旋转机架104来支撑，并且借助旋转机架104围绕检查区域106旋转。辐射源108发射电离辐射，使所述电离辐射准直，以产生贯穿检查区域106的大体为扇形、楔形或者锥形的辐射射束。
[0020] 由探测器构成的阵列110（在本文中也被称为探测器阵列110）包括具有一个或多个探测器像素的一维或二维探测器模块111，所述探测器像素被配置为探测贯穿所述检查区域106的电离辐射，并生成指示其电离辐射的电信号。如图所示，对于所述探测器模块111的至少其中之一，所述探测器阵列110包括照明子系统120和电功率源122。电源122和照明子系统120也能够为其他探测器模块充当公共电源和照明源。文中将所述探测模块111的至少其中之一、所述照明子系统120和电源122一起称为探测设备113。
[0021] 所图示的探测器模块111包括半导体辐射探测器112，其具有处于由碲化镉（CdTe）或碲锌镉（CdZnTe或CZT）等构成的半导体元件118上的阴极114和阳极116。所述照明子系统120被配置为生成非均匀的、空间图案化的并且动态变化的子带隙辐射121，用于对半导体元件118进行照明。电源122用于向半导体元件118的表面上的一个或多个电触头提供一个或多个恒定的或者临时变化的偏置电压。
[0022] 如在下文中更加详细描述的，能够采用子带隙辐射121和偏置电压来控制半导体元件118中的电场和导电性分布，减少空间电荷对由来自源108的电离辐射（信号电荷载流子）产生的电荷载流子的生成和收集造成的影响，提供对慢电荷载流子（空穴）的有效的排出，并且在探测器112受到高通量电离辐射的辐射并对其进行探测时改善信号电荷载流子的收集。在一个实例中，这改善了探测器112的响应时间、能量和空间分辨率以及多像素探测器响应的稳定性和均匀性，提高了信噪比，并且降低了串扰，而不会显著提高热噪声和暗电流。
[0023] 电荷敏感放大器和脉冲整形器124处理探测器像素的信号输出并生成指示探测到的光子的脉冲（例如，电压或电流）。在光子计数谱CT应用中，能量鉴别器126基于脉冲的峰值电压对脉冲进行鉴别。在这一示例中，鉴别器126包括多个比较器，所述比较器分别将脉冲的幅度与对应于不同的能量水平的一个或多个阈值进行比较。比较器响应于超过其阈值水平的幅度来生成输出信号（例如，高或低）。计数器128对分别针对每一阈值的输出信号进行计数。能量分箱130将所述计数值分箱到对应于能量阈值之间范围的能量范围内。分箱后的数据用于对探测到的光子进行能量解析。在非光子计数谱CT应用中，以其他方式处理整形器124的输出。
[0024] 重建器132基于探测到的X-射线光子的能量分布和通量来重建图像。在一个实例中，分箱后的数据能够用于隔离具有不同的X-射线吸收特性的不同类型的材料（例如，骨骼、脂肪、造影剂材料等）。诸如卧榻的患者支持器134支撑检查区域106中的物体或对象。通用计算系统用作操作者控制台136，并且包括诸如显示器的输出装置以及诸如键盘、鼠标和/或诸如此类的输入装置。存在于控制台136上的软件允许操作者控制系统100的操作，例如，允许操作者选择采用照明器122的成像协议，启动扫描等等。
[0025] 图2和图3示意性地示出了与照明子系统120和电源122连接的探测器112的示范性子部分。图2示出了向阳极116看去的俯视图，并且图3示出了从图2的线A-A向探测器112的侧面看去的侧视图。
[0026] 所图示的阳极116是没有导向电极的像素化阳极。为了清楚和简洁起见，所图示的像素化阳极116的部分只包括被布置在二维（2D）阵列中的四个（4）像素200，每一像素200包括由非阳极垫区域203围绕的阳极垫202。然而，应当理解，像素化阳极116可以包括更多或更少的像素200，诸如，二十乘二十（20×20）阵列，十六乘三十二（16×32）阵列或者像素200的其他布置。在另一实施例中，像素化阳极116还可以包括用于每个像素的一个或多个导向电极。在又一实施例中，阳极116可以不是像素化的。
[0027] 在这一例子中，像素200大约是一（1）毫米（mm）见方的，相应的垫202在大约半（0.5）毫米（mm）见方到大约十分之九（0.9）毫米（mm）见方的范围内。定义两个垫202之间的中心到中心距离的间距（“P”）大约为一（1）毫米（mm）。半导体元件118的宽度（“W”）是像素数量、像素几何形状和间距的函数。所图示的半导体元件118具有在大约三（3）到大约七（7）毫米（mm）的范围内的厚度、深度和高度（H），诸如，五（5）毫米（mm）。提供上述几何形状的仅用于解释目的，而不是构成限制，这里也可以预期其他几何形状。
[0028] 照明子系统120包括源2031和203（2 文中将其统称为照明源），一个被放置为通过半导体元件118的第一侧2041对半导体元件118进行照明，另一个被放置为通过半导体元件118的第二侧2042对半导体元件118照明。所述源2031和2032被配置为发射子带隙照明辐射
1211和1212或照明。这样的照明源（对于所图示的探测器112，其被配置为探测诸如X-射线、伽马射线、紫外线等电离辐射）的例子包括红外（IR）源，诸如，固态激光器、发光二极管（LED）、滤波宽带IR源等。
1211和1212或照明。这样的照明源（对于所图示的探测器112，其被配置为探测诸如X-射线、伽马射线、紫外线等电离辐射）的例子包括红外（IR）源，诸如，固态激光器、发光二极管（LED）、滤波宽带IR源等。
[0029] 在一个实例中，对于CdTe和CZT而言，源2031和2032被配置为在从超过三千（3000）微米到八百（800）微米的波长范围内进行发射。在又一实例中，可以将所述照明波长选择为使照明光子能量不超过所述半导体元件带隙的一半（1/2），其可以将通过照明辐射实现的电子空穴对的生成变为效率较低的三级过程，并且进一步阻碍在阴极－阳极方向上的半导体导电性和探测器暗电流的提高。
[0030] 半导体元件118一般对所述照明是透明的，因而所述照明辐射不会显著地激发所述半导体元件118，即，不会通过将电子从半导体元件118的价带激励到导带而生成电子空穴对，并且因此，不会在半导体元件118内部被吸收，除非因缺陷电离和/或电荷载流子脱离捕获而被吸收。被照明区域的导电性的提高几乎都是由来自深处缺陷级的电荷载流子脱离捕获而提供的。
[0031] 所图示的照明子系统120还包括准直器2061和2062，它们位于半导体元件118和源2031、2032之间，并且分别被配置为对照明辐射1211和1212进行准直，以形成朝向半导体元件118的准直辐射2081和2082。所图示的照明子系统120还包括图案化准直器2101和2102，它们位于半导体元件118和准直器2061、2062之间，并且选择性地对射束2081和2082进行准直，以形成各个射束2121和2122的图案或者图案化集合。
[0032] 所述图案化准直器2101和2102每个包括沿半导体元件118的宽度与光衰减区域2161和2162交错的无材料区域2141和2142以及沿半导体元件118的高度与光衰减区域2161和
216（2 不可见）交错的无材料区域2141和214（2 不可见）的二维（2D）栅格。在另一实施例中，所述图案化准直器2101和2102是准直器2061和2062的部分。在又一实施例中，所述图案化准直器2101和2102被附着在半导体元件118上。在又一实施例中，如下文所述，沿宽度的无材料区域2141和2142包括单个无材料区域，其形成射束片层而不是多个单独的射束。
216（2 不可见）交错的无材料区域2141和214（2 不可见）的二维（2D）栅格。在另一实施例中，所述图案化准直器2101和2102是准直器2061和2062的部分。在又一实施例中，所述图案化准直器2101和2102被附着在半导体元件118上。在又一实施例中，如下文所述，沿宽度的无材料区域2141和2142包括单个无材料区域，其形成射束片层而不是多个单独的射束。
[0033] 多个掩模板2181和2182位于半导体元件118和图案化准直器2101、2102之间，并且在侧面2041和2042上沿半导体元件118的宽度延伸，沿半导体元件118的高度彼此分离。每个掩模板2181和2182包括允许光通过的光透射区域2201和2202以及挡光或者使光衰减的不透光区域2211和2212。在图示的实施例中，光透射区域2201和2202与无材料区域2141和2142基本上几何对齐，并且具有相似的几何形状。在另一实施例中，光透射区域2201和2202与无材料区域2141和2142可以不具有相同的几何形状，例如，所述光透射区域2201和2202可以小于所述无材料区域2141和2142。
[0034] 在图示的实施例中，掩模板2181和2182被附着在半导体元件118上。掩模板2181和2182可以经由粘合剂附着到半导体元件118上，在所述元件上可以是图案化的，和/或以其他方式附着到半导体元件118上。在另一实施例中，掩模板2181和2182是图案化准直器2101和2102的部分。在又一实施例中，掩模板2181和2182以其他方式定位为与探测器112连接。在又一实施例中，省略掩模板2181和2182。在又一实施例中，采用掩模板2181和2182替代图案化准直器2101和2102。
[0035] 对于这一例子而言，如在图2中所示，三个单独的射束2121水平延伸，并且三个单独的射束2122垂直延伸，并且射束2121和2122分别贯穿半导体元件118内的路径2221和2222。如在图3中所示，单独射束2121和2122沿半导体元件118内的路径2221和2222贯穿三个分离的层2241，并且每层具有沿半导体元件118的高度而延伸的厚度。所图示的实施例包括三个层2241。然而，其他实施例可以包括更多或更少的层2241，并且射束2121和2122可以贯穿不同的层，而且未必一定要彼此交叉。一般而言，可能的层2241的数量取决于层的厚度，其优选地被布置为尽可能小而均匀。
[0036] 多个反射器2261和2262（例如，反射镜、反射膜等）在与侧面2041相对的侧面上沿半导体元件118的宽度延伸并且沿半导体元件118的高度彼此分离，在侧面2041中，图案化照明2121和2122进入半导体元件118。反射器2261和2262将冲击到其上的射束2121和2122的部分反射回路径2221和2222以及层2241内。这可以有助于沿路径2221和2222以及层2241提供更加均匀的平面内或者线内照明强度分布。
[0037] 例如，在射束2121和2122的强度沿路径2221和2222衰减，从而使射束2121和2122进入半导体元件118的初始强度大于射束2121和2122在反射器2261和2262处的强度的情况下，反射部分增加了射束2121和2122的强度，从而沿路径2221和2222的照明强度分布变得更加均匀。在图示的实施例中，反射器2261和2262附着到半导体元件118上。可以经由粘合剂、金属接合或其他方式实现这一目的。在另一实施例中，以其他方式使反射器2261和2262保持紧挨着半导体元件118。
[0038] 将导电触头（未示出）附着到或集成到掩模板2181和2182和/或反射器2261和2262上。这样的触头可以具有厚度大约为几十纳米量级的薄膜的形式，并且可以包括金、铂和/或其他导电材料，其将空穴从被照明的半导体元件子部分有效地排出，并且对于射束2121和2122可以是透明的（如，氧化铟锡）或半透明的。
[0039] 所述触头也能够通过淀积到所述元件上以窄（小于照明波长）金属条的梳状阵列的形式的金、铂等电耦合到所述半导体元件118的被照明的子部分上，对于所述照明而言，所述金属条能够被制作为半透明。在另一实施例中，所述导电触头在所述半导体元件118内部。所述电触头能够用于向半导体元件118和/或半导体元件118的被照明的子部分施加偏压和/或用于对由半导体元件118探测到的电离辐射生成的电荷载流子进行信号读出、收集和/或寄存。
[0040] 如在图3中所示，电源122分别向掩模板2181和2182的导电触头施加电势V1、V2和V3，并且分别向反射器2261和2262施加电势V1'、V2'和V3'。在所图示的实施例中，所述电势的绝对值从阴极114朝向阳极垫202线性缩小，因而V1>V2>V3>V阴极<0并且V1’>V2’>V3’>V阴极<0。在图示的实施例中，V1’和V1、V2’和V2和V3’和V3并不是恰好相等的。在另一实施例中，V1’=V1、V2’=V2并且V3’=V3。应当理解，在这一例子中讨论的六个电势出于解释的目的，而不是限制；在其他实施例中，可以将电势V1,...Vn（其中，n是整数）施加到半导体元件118的被照明的层上或者任何其他子部分上。
[0041] 在为了简洁起见，在本文中未示出的一些其他配置中，在向所述元件的被照明的子部分施加或者不施加电势的情况下采用的文中描述的探测器半导体元件的图案化选择性子带隙照明能够提供半导体元件特性和操作的很多改善，例如，它能够用于降低相邻像素之间的串扰等。
[0042] 各种变型是可以预期的。
[0043] 图4示出了一种变型，其中，多个照明层或者照明片层402（替代单独射束2121）沿半导体元件118的宽度延伸，并且用于对半导体元件118内的选定层404进行照明。采用这一配置，单个照明源203能够用于对半导体元件118中的选定区域404进行照明。为了简洁起见，省去了本文中描述的和在图4中未示出的其他部件。
[0044] 图5示出了一种变型，其中，沿所述路径延伸的（如图2和图3所示）单独的光束2121和2122以及沿所述宽度延伸的（如图4所示）一个或多个光束402同时用于对半导体元件118内的选定路径224和/或层404进行照明。也能够包括文中描述的其他部件，为了简洁起见，在图5中没有示出。
[0045] 在图示的实施例中，照明子系统120包括作为单个点照明器的分离的源2031和/或2032。在变型中，所述源2031和/或2032中的至少一个是多点和/或多源照明器，其能够从多于单个点和/或源进行照明。
[0046] 在图示的实施例中，示出了与半导体元件118分离的源2031和/或2032。在变型中，源2031和/或2032能够直接（或者通过某种光传导介质）耦合至半导体元件118。
[0047] 在又一种变型中，源2031和/或2032能够耦合至准直器2061和2062、图案化准直器2101和2102、掩模板2181和2182、反射器、反射镜和/或能够在半导体元件118内部产生非均匀照明分布图案的其他介质。
[0048] 在另一种变型中，耦合至源2031和2032以及半导体元件118的光纤或波导为射束2121和2122提供了通往半导体元件118和层2241的光路。
[0050] 图6图示了根据文中的描述的方法。
[0051] 应当认识到，文中描述的方法中的操作的顺序不存在限制性。因此，这里可以预期其他顺序。此外，可以省略一个或多个操作，和/或可以包括一个或多个额外的操作。
[0052] 在602处，照明源生成子带隙照明辐射，用于对被配置为探测电离辐射的探测器的半导体元件进行照明。
[0053] 在604处，经由栅格或者图案化准直器等对子带隙照明辐射进行准直和图案化，用于在半导体元件内部形成非均匀的空间图案化的照明分布。例如，被照明的区域可以具有单独的射束的形式，在一些实施例中，形成栅格和/或层的形式。
[0054] 在606处，辐射射束用于选择性地仅对所述半导体元件的子部分进行照明。
[0055] 在608处，向被照明的子部分施加偏压。能够在操作602-606中的任何一个之前、之后或同时执行这一操作。
[0056] 在610处，如文中所述的，控制所述辐射射束和偏压，以引起半导体元件内部的物理性质的预定变化。
[0057] 在612处，在采用辐射射束和施加的偏压对探测器112进行照明同时，所述探测器112用于探测电离辐射。
[0058] 可以经由一个或多个处理器实现上述方案，所述一个或多个处理器执行在诸如物理存储器的计算机可读存储介质上编码或者体现的一个或多个计算机可读指令，所述计算机可读存储介质使所述一个或多个处理器执行所述的各种操作和/或其他功能和/或操作。额外地或备选地，所述一个或多个处理器能够执行由诸如信号或者载波的瞬时介质所携带的指令。
[0059] 一般而言，图案化子带隙照明2121和2122能够用于控制层2241和相邻的半导体元件区域的电场分布和导电性。凭借照明2121和2122以及偏压V1、V2、V3……Vn的适当变型，能够在平面内，也能够跨越半导体元件118实现更加均匀的电场分布，从而得到更好的电荷收集，继而改善信噪比、能量分辨率和探测器响应均匀性，其可以提供补偿材料质量不足和不均匀性、空间电荷效应以及电荷捕获。
[0060] 此外，图案化子带隙照明2121和2122能够将由电离辐射生成的空穴从远离阴极114和导向电极（在采用导向电极的情况下）定位的半导体元件118的深层有效地排出。由于减少了极化和电荷捕获，因而这显著地改善了探测器的响应时间，而不会显著提高阴极到阳极方向的半导体导电性、热噪声和暗电流。
[0061] 此外，具有小得多（可高达两个数量级）的电阻的层2241的厚度相对较小，并且能够保持低于总元件厚度的5-10%。因而，显著降低了总的垫到阴极电阻，但并未降低信噪比。
[0062] 可以经由一个或多个处理器实现上述方案，所述一个或多个处理器执行在诸如物理存储器的计算机可读存储介质上编码或者体现的一个或多个计算机可读指令，所述计算机可读存储介质使所述一个或多个处理器执行所述的各种操作和/或其他功能和/或操作。额外地或备选地，所述一个或多个处理器能够执行由诸如信号或者载波的瞬时介质所携带的指令。
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