一种射线检测平板探测器用闪烁体板及其制备方法与流程

本发明属于射线闪烁体探测器成像装置领域，具体涉及一种用于射线检测的平板探测器中的闪烁体板及其制备方法。该探测器利用闪烁体板将射线(或粒子)如γ射线、β射线或X射线等转化为可见光，可见光激发光电转换器件产生电流，再导入计算机中转化为图形信息，以实现射线空间分布的数字化摄影。采用该闪烁体板的探测器可以应用于医学诊断、无损检测、公共安全、辐射剂量检测以及石油勘探等使用射线检测的装置中。

背景技术：

射线探测和成像技术广泛应用于医学影像，工业无损检测和机场车站安全检查等许多生产生活领域。在射线检测中最核心的部件是探测器。近年来，随着医学成像技术的不断发展，对探测器提出了高分辨率快速实时成像的需求。基于平板探测器的射线实时成像检测技术(Digital Radiography，DR)以其轻便耐用、灵敏度高以及图像畸变小等优点成为了新一代射线实时成像技术。

目前，射线检测平板探测器分为直接能量转换和间接能量转换两类，基于闪烁体探测器成像的间接转换型平板探测器是最常用的一种射线成像技术。

在这种平板探测器装置中，为了将射线转化为可见光而使用闪烁体探测器进行成像。目前商用的平板探测器中所采用的闪烁体主要为CsI。由于CsI具有熔点低、易潮解等特殊的理化性质，目前商用闪烁体平板探测器多采用外延法生长CsI柱状纤维薄膜。该方法生长的CsI薄膜虽然可以有效地提高光采集效率，但采用该方法制备的CsI薄膜透过率较低，制备工艺复杂，成本较高。另外，由于CsI化学性质不稳定，使得外延法生长CsI薄膜中存在空位或空位团等点缺陷，从而影响材料发光效率。

立方石榴石结构的氧化物闪烁体(Lu,Ce)₃Al₅O₁₂(LuAG:Ce)具有密度高(ρ＝6.73g/cm³)和的有效原子序数大(Z_eff＝62.9)的优点，对射线吸收能力强，是理想的射线探测材料。利用透明陶瓷制备技术，可以制备具有高光学质量发光性能优异的陶瓷闪烁体。目前，我们制备的碱土金属Me²⁺共掺的(Lu,Ce,Me)₃Al₅O₁₂(LuAG:Ce,Me)闪烁陶瓷在1μs门宽下光产额高于22,000ph/MeV，衰减时间快(～40ns)余辉低，是一种非常有潜力的闪烁体。同时我们通过对透明陶瓷表面进行微结构设计与加工，制备表面刻蚀的闪烁体板，提高光采集效率，改善闪烁体成像分辨率。

采用具有高光学质量、发光性能优异以及化学性质稳定的(Lu,A)₃Al₅O₁₂:Ce陶瓷作为闪烁体，为实现高锐度成像清晰快响应射线检测平板探测提供可能。中国专利CN 102934172A、CN 102820071A、CN 103563006A以及CN 103675885A曾经报道了射线检测平板的器件专利，其中采用闪烁体为商用的稀土卤化物。中国专利CN 1034101C、CN1995274A和CN 103380194A等都报道了关于石榴石陶瓷或者单晶闪烁体的专利，但它们的不足在于受材料的闪烁性能以及后端相关电子学匹配等问题，之前并没有用石榴石陶瓷闪烁体制备射线检测平板探测器的先例。此外，之前有关平板探测器的报道，如CN103675885A和CN 102820071A等，大量采用外延生长柱状纤维的方式制备闪烁体层，也没有通过在闪烁体板上刻蚀阵列单元以提高探测器检测性能的报道。

技术实现要素：

本发明旨在进一步现有射线检测平板探测器，本发明提供了一种射线检测平板探测器用闪烁体板及其制备方法。

本发明提供了一种射线检测平板探测器用闪烁体板，所述闪烁体板包括基板、闪烁体层以及夹在所述基板和闪烁体层之间的反射层，其中，所述闪烁体层的组成化学式为(Lu_(1-x-y)Ce_xA_y)₃Al₅O₁₂，A格位可供选择的离子包括Ca²⁺、Mg²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺、Li⁺、Na⁺、K⁺中的至少一种，可以为一种离子也可以为几种离子的混合，0.001≤x≤0.05，0.0005≤y≤0.05。

较佳地，A格位离子为Mg²⁺；0.001≤x≤0.01，更优选0.002≤x≤0.005；0.0005≤y≤0.01，更优选地0.001≤y≤0.005。

较佳地，所述基板材质包括石墨、树脂、玻璃或金属，所述反射层材质包括硅胶或环氧树脂，反射层兼具有增加闪烁体板发光以及固定基板与闪烁体层的作用。

较佳地，反射层材料中含有40～95wt％光散射粒子SiO₂颗粒。

较佳地，基板的厚度为0.05mm～10mm，反射层的厚度为0.01μm～0.5μm，闪烁体层的厚度为50μm～500μm。

较佳地，基板的厚度为0.05mm～4mm，更优选0.5mm～4mm，反射层的厚度为0.01μm～0.2μm，闪烁体层的厚度为50μm～200μm。

较佳地，闪烁体层表面有通过刻蚀形成的独立阵列单元，阵列单元优选矩形，矩形阵列的边长为50μm～200μm，间距范围10～20μm，刻蚀深度10～50μm。

又，本发明还提供了一种上述闪烁体板的制备方法，包括：

1)根据闪烁体层的组成化学式采用固相反应法或液相法结合陶瓷烧结技术，制备闪烁体层材料；

2)将步骤1)制备的闪烁体层材料切割成规定尺寸的闪烁体层薄片；

3)将闪烁体层薄片与基板通过反射层材料固定后，打磨至规定厚度并抛光。

较佳地，闪烁体层薄片打磨前，横截面为矩形，边长范围10～50mm，厚度范围1mm～4mm；

基板打磨前，横截面为矩形，边长范围20～70mm，厚度范围1mm～8mm。

较佳地，所述制备方法还包括：

4)刻蚀所述闪烁体层的表面，使其形成阵列单元，其中，刻蚀的方式包括：线切割、激光切割或电感耦合等离子体。

此外，本发明还提供了一种含有上述闪烁体板的平板探测器，所述平板探测器包括闪烁体板、光锥和光电转换器件。

另外，本发明还提供了一种上述闪烁体板采用的透明陶瓷，所述透明陶瓷的组成化学式为(Lu_(1-x-y)Ce_xA_y)₃Al₅O₁₂，A格位可供选择的离子包括Ca²⁺、Mg²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺、Li⁺、Na⁺、K⁺中的至少一种，可以为一种离子也可以为几种离子的混合，0.001≤x≤0.01，0.0005≤y≤0.01。

本发明还提供了一种上述透明陶瓷的制备方法，包括：

1)制备均匀混合的包含氧化镥、氧化铝、氧化铈、以及共掺离子氧化物的原料粉体；

2)将所述原料粉体成型后得到陶瓷素坯；

3)将陶瓷素坯在1700-1900℃下真空烧结得到所述透明陶瓷。

较佳地，成型采用干压成型或冷等静压成型，其中，干压成型是在50～150MPa下干压1～5分钟，冷等静压是在200～400MPa下冷等静压1～10分钟。

较佳地，所述真空烧结是在压强≤10^-2Pa的真空度下于1700～1820℃保温10小时以上。

本发明的有益效果：

本发明的(Lu,A)₃Al₅O₁₂:Ce透明陶瓷射线平板探测器具有成像锐利空间分辨率高的特点，且具有维护成本低，使用寿命长以及维护成本等优点，应用于医学诊断、无损检测、公共安全、辐射剂量检测以及石油勘探等使用射线检测的装置中。通过表面刻蚀的方法对材料微结构进行设计，可以有效地提高系统成像分辨率，适用于所有块体闪烁体材料。

附图说明

图1示出了采用本发明一个实施方式中闪烁体板制备的平板探测器的成像原理示意图；

图2示出了本发明一个实施方式中采用(Lu,A)₃Al₅O₁₂:Ce透明陶瓷制备的闪烁体板的结构示 意图；

图3示出了本发明一个实施方式中制备的(Lu,A)₃Al₅O₁₂:Ce透明陶瓷闪烁体X射线激发的发光光谱、以及提拉法生长的相同尺寸BGO单晶为参比样品的X射线激发的发光光谱；

图4示出了本发明一个实施方式中制备的表面刻蚀后(Lu,A)₃Al₅O₁₂:Ce透明陶瓷闪烁体的光学显微镜照片。

具体实施方式

以下结合附图和下述实施方式进一步说明本发明，应理解，附图及下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。

本发明的目的在于提供一种间接转换型射线检测平板探测器的制备方法。利用以LuAG:Ce为基质的多组分石榴石(Lu,A)₃Al₅O₁₂:Ce透明陶瓷高光学质量发光优异化学性质稳定的优点，制备具有高空间分辨率的射线检测平板探测器。此外，采用表面刻蚀的方式对材料微结构进行设计，从而有效地提高该平板探测器的分辨率。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种高空间分辨率射线检测平板探测器。所述射线检测平板探测器包括闪烁体板、光锥、光电转换器件以及计算机数据采集系统。

在本发明中，用于射线进行成像的装置称为射线检测平板探测器。其特点为间接转换方式的射线检测平板探测器。所述的射线包括γ射线、β射线或X射线等。

在本发明中，吸收射线并将其转换为可见光的部件称为闪烁体板。其特征在于，它由闪烁体层、反射层以及基板组成。

在本发明中，所述的闪烁体板核心部件是闪烁体层。其特征在于，所采用的材料可以为单晶、陶瓷或者有机物高分子化合物等块体闪烁材料。材料的选择主要从材料的稳态发光效率、透过率以及加工性能等方面考虑。闪烁体层厚度范围：50μm～500μm。为提高闪烁体层可见光转换效率，需要对表面进行刻蚀。

本发明一个较佳实施例中，所述的闪烁体层厚度范围：50μm～200μm。

本发明中，通过在闪烁体层表面刻蚀阵列单元，以优化探测器的性能。所述的表面刻蚀工艺可以为线切割、激光切割以及电感耦合等离子体(ICP)刻蚀等，但不限于上述方法。该工艺适合对单晶、陶瓷或者有机高分子化合物块体闪烁体材料进行微结构设计。

本发明中，采用所述的表面刻蚀工艺后，闪烁体表面最终被分隔成多个独立的阵列单元。刻蚀成为阵列单元，因该结构可以使闪烁体表面产生光导传输，减少全反射损失，从而提高器件可见光采集效率，增加系统空间分辨率。

本发明中，每个独立的阵列单元可以根据实际需要设计成不同形状。

本发明一个较佳实施例中，所述的刻蚀表面为矩形阵列。阵列边长范围50μm～200μm，间距范围10～20μm。

本发明一个较佳实施例中，所述闪烁体层的材料为多组分石榴石(Lu,A)₃Al₅O₁₂:Ce透明陶瓷，其化学组成为(Lu_(1-x-y)Ce_xA_y)₃Al₅O₁₂，其中A为可替代Lu³⁺格位的共掺杂离子，可供选择的离子有Ca²⁺、Mg²⁺、Li⁺等，选取共掺杂离子的依据是可以通过电荷补偿使材料中获得一定量的Ce⁴⁺，可以为一种共掺杂离子也可以为多种共掺杂离子；x的取值范围为0.001≤x≤0.05，y的取值范围为0.0005≤y≤0.05，优选地0.0005≤y≤0.01，更优选地0.001≤y≤0.005。

本发明一个较佳实施例中，所述的(Lu,A)₃Al₅O₁₂:Ce透明陶瓷的替代离子A为Mg²⁺。

本发明一个较佳实施例中，所述的(Lu,A)₃Al₅O₁₂:Ce透明陶瓷的x取值范围：0.001≤x≤0.01，更优选0.002≤x≤0.005。

在本发明中，支撑闪烁体层是闪烁体层正常工作的部件称为基板。基板厚度范围：0.05mm～10mm。

在本发明中，所述的基板材料可以为：石墨、树脂、玻璃以及金属等结构化学性质稳定的材料。

本发明一个较佳实施例中，所述的基板材料为石墨。使用石墨作为基板材料，密度低对射线吸收少，此外还具有加工性能优异、容易粘接以及成本低廉等优点。

本发明一个较佳实施例中，所述的基板厚度范围：0.05mm～4mm。

在本发明中，在闪烁体层与基板之间用于提高闪烁体探测器发光强度，减少可见光散射损耗的部件称为反射层。反射层兼有增加闪烁体板发光以及固定基板与闪烁体层的作用。闪烁体板中基板与闪烁体层通过反射层中的透明粘接剂固定。从高能射线发出后，经过所述闪烁体板中基板与反射层，到达所述闪烁体层吸收并转换为可见光。

在本发明中，反射层由光散射粒子分散在透明粘接剂中构成。反射层厚度范围：0.01μm～0.5μm。透明粘接剂可以为硅胶或环氧树脂。

本发明一个较佳实施例中，所述的反射层选用的透明粘接剂为硅胶。使用硅胶作为透明粘接剂，因其具有吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、机械强度较高等优点。

本发明一个较佳实施例中，所述的反射层选用的光散射粒子为SiO₂颗粒。因其具有折射率较高的特点，提高反射层反射率，降低闪烁体层发光损失，提高成像的分辨率。

本发明一个较佳实施例中，所述的反射层厚度范围：0.01μm～0.2μm。

在本发明中，所述的闪烁体板由闪烁体层、反射层以及基板固定获得。

在本发明中，收集闪烁体发出的可见光并将其导入光电转换器件可以有两种设计模式。第一，采用传统的光学透镜组合设计模式，通过对光路进行设计完成光导入。采用该模式为了提高光路抗辐照性能，使得系统结构复杂光传输效率低，系统成像分辨率差。第二，直接采用光锥作为传输中介则可以避免以上问题，有效地改善系统成像分辨率。

本发明一个较佳实施例中，所述的平板探测器中所用的光锥。因其光采集效率高，与后端的光电转化器耦合好，成像分辨率高。

在本发明中，将可见光转换成电信号的装置称为光电转换器件。

在本发明中，光电转换器件可以选用光电二极管、电荷耦合元件(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)或光电倍增管(PMT)等，但不限于上述器件。

本发明一个较佳实施例中，所述的平板探测器中所用的光电转换器件为CCD。

利用(Lu,A)₃Al₅O₁₂:Ce透明陶瓷光学质量好、发光效率高的特点，所述平板探测器在X射线激发下成像质量高，照片清晰锐利。采用铅线对卡法测试10lp/mm下MTF在17.5％以上。采用刀口法测试选择标准IEC62220-1中规定的RQA5实验条件进行测试MTF为10％时，分辨率在9lp/mm以上。石榴石透明陶瓷化学稳定性好，可以有效地提高探测器使用寿命，减少器件封装以及维护成本。陶瓷较高的热导率和散热能力，可方便应用于不同的使用环境，尤其是一些需要高温操作的环境，如油井勘探。

本发明提供一种射线检测用平板探测器，其结构示意图以及空间分辨率测试原理如图1所示。参见图1，所述平板探测器包括闪烁体板、光锥、CCD以及后续的数据采集卡电脑等组成。在图1中示意出射线经光源发出后，由(Lu,A)₃Al₅O₁₂:Ce透明陶瓷闪烁体板转换为可见光。可见光经光锥耦合进入CCD转换为电信号，经电脑采集模拟成像照片。

在本发明中，所述的平板探测器X射线进行成像系统测试。刀口法测试选择标准IEC62220-1中规定的RQA5实验条件进行测试MTF为10％时，分辨率在9lp/mm以上。

综上，本发明采用闪烁体作为射线吸收和转换介质，提供一种间接转换型射线检测平板探测器的制备方法。在射线激发下，(Lu,A)₃Al₅O₁₂:Ce透明陶瓷闪烁体发出中心波长为510nm的可见光。此种可见光被后续光电转换器探测后经计算机模拟显示成像。该闪烁体平板探测器由于所采用的陶瓷闪烁体发光强度高、余辉低，系统成像锐利空间分辨率高。此外，由于陶瓷机械性能优异，具有可加工性好的优点，易于对表面进行刻蚀处理。陶瓷刻蚀后，陶瓷表面产生波导传输，减少全反射损失，从而提高器件可见光采集效率，增加系统空 间分辨率。因此，本发明可以有效解决当前平板探测器发展中遇到的由于目前商用非氧化物闪烁体化学性质不稳定造成的维护费用高、制备工艺复杂等问题。采用具有自主知识产权、光学质量优异(2mm厚陶瓷800nm处直线透过率>73％)和发光强度高(超过7.5倍BGO)的(Lu,A)₃Al₅O₁₂:Ce透明陶瓷作为闪烁体，制备了具有高空间分辨率(>9lp/mm)的平板探测器。同时该平板探测器具有维护简单，热稳定性好等优点。

另一方面，本发明还提供所述透明陶瓷闪烁体板的制备方法，包括：根据透明陶瓷闪烁体的化学组成采用固相反应法或液相法结合陶瓷烧结技术制备透明陶瓷闪烁体；将所制备的透明陶瓷块体加工切割成一定尺寸的闪烁体；将所述透明陶瓷闪烁体与基板材料通过反射层固定；将所述多层复合结构打磨抛光至一定厚度；以及将所述复合结构中闪烁体层切割成矩形阵列。

闪烁体层采用的透明陶瓷的制备方法包括：

(1)原料混合粉体的制备；

在一个示例中，根据透明陶瓷闪烁体的化学组成(Lu_(1-x-y)Ce_xA_y)₃Al₅O₁₂(其中0.001≤x≤0.01，0.0005≤y≤0.01)采用固相反应法制备原料混合粉体。具体地是，采用氧化镥(Lu₂O₃)、氧化铝(Al₂O₃)、氧化铈(CeO₂)以及共掺离子氧化为原料，精确称量两种粉体原料60g，以无水乙醇或去离子水为分散介质分别进行湿法球磨混合均匀，球磨转速可为80～200rmp/min，球磨时间可为5～12小时；然后分别将混合后的粉体干燥、过筛获得氧化物混合粉体。

在另一个示例中，可以采用液相法制备原料混合粉体。具体地是，选用含Lu³⁺、Al³⁺、Ce³⁺以及共掺离子的前驱溶液，按照(Lu_(1-x-y)Ce_xA_y)₃Al₅O₁₂(其中0.001≤x≤0.01，0.0005≤y≤0.01)中的化学配比将前驱溶液混合，滴入至NH₄HCO₃或NH₃·H₂O等沉淀剂中，为了提高粉体分散性还可以加入一定量的分散剂和表面活性剂，经过陈化、洗涤，并分别将所得沉淀在950～1200℃煅烧4～8小时获得(Lu,A)₃Al₅O₁₂:Ce粉体。其中所述前驱溶液可以是分别含有Lu³⁺、Al³⁺、Ce³⁺和共掺离子的可溶性盐，例如盐酸盐、硝酸盐、醋酸盐、硫酸盐等。

(2)原料混合粉体的成型。分别将(1)中获得的氧化物混合粉体和(Lu,A)₃Al₅O₁₂:Ce粉体先经干压成型，之后进行冷等静压提高素坯密度。所述干压成型可以是在50～150MPa下干压1～5分钟，所述冷等静压可以是在200～400MPa下冷等静压1～10分钟。

(3)真空烧结。分别将(2)中获得的素坯在10^-2Pa～10^-4Pa的真空度下于1700～1900℃(优选1700～1820℃)保温10小时以上以进行真空烧结。分别将制备好的陶瓷 样品抛光，即可获得具有高光学质量的(Lu,A)₃Al₅O₁₂:Ce透明陶瓷。将烧结的陶瓷抛光打磨即可获得(Lu,A)₃Al₅O₁₂:Ce透明陶瓷闪烁体。

(4)透明陶瓷闪烁体板的制备。将透明陶瓷与基板通过反射层中的透明粘接剂固定为如图2所示。粘接剂的粘接位置不限，只要能将复合结构相互固定且保证闪烁体发光即可。粘接剂中填充光散射颗粒以增强反射效果。将所述复合结构打磨抛光，并对(Lu,A)₃Al₅O₁₂:Ce透明陶瓷闪烁体层表面刻蚀后获得闪烁体板。刻蚀后，透明陶瓷表面最终被分隔成多个独立的闪烁体阵列单元。每个独立的阵列单元可以根据实际需要设计成不同形状。应该理解，该刻蚀工艺也适合其他块体闪烁体材料的微结构设计。

本发明一个较佳实施例中，所述的透明陶瓷闪烁体层采用的(Lu,A)₃Al₅O₁₂:Ce陶瓷片具有非常优异的光学质量，2mm厚样品在800nm处直线透过率超过73％。

在X射线光源发出的X射线激发下，所述的(Lu,A)₃Al₅O₁₂:Ce透明陶瓷闪烁体，发光强度可达BGO的7.5倍以上，衰减时间小于45ns。

在本发明中，所述的透明陶瓷打磨前，横截面为正方形边长范围：10～50mm，厚度范围：1mm～4mm。

本发明一个较佳实施例中，所述的透明陶瓷打磨前边长20mm，厚度范围：2mm～4mm。

在本发明中，所述的基板打磨前，横截面为正方形边长范围：20～70mm，厚度范围：1mm～8mm。

本发明一个较佳实施例中，所述的基板打磨前边长25mm，厚度范围：1mm～4mm。

在本发明中，反射层中的透明粘接剂将所述的透明陶瓷和基板固定。

本发明一个较佳实施例中，所述的透明粘接剂为硅胶。

本发明一个较佳实施例中，所述的闪烁体板经打磨抛光后，基板厚度范围：0.5mm～4mm。

本发明一个较佳实施例中，所述的闪烁体板经打磨抛光后，闪烁体层厚度范围：50μm～200μm。

本发明中，为提高所述的闪烁体板中的闪烁体层光采集效率，需要进行表面刻蚀。刻蚀后，透明陶瓷表面最终被分隔成多个独立的闪烁体阵列单元。每个独立的阵列单元可以根据实际需要设计成不同形状。该刻蚀工艺也适合其他块体闪烁体材料。

本发明的制备方法可以获得具有高光学质量、发光性能优异的透明陶瓷，固定后的 闪烁体板可以有效地吸收射线并转换为可见光。该工艺简单，可控性高，重复性好，适合规模生产。

图2示出本发明一个示例的闪烁体板的示意图。由图可知，闪烁体板由基板、反射层以及闪烁体层组成。射线经基板反射层到达闪烁体层，由闪烁体层吸收转换为可见光。在图1中示出上层为基板、中层为反射层下层为闪烁体层的结构，但应理解，在本发明中，并不限定闪烁体板的放置方向，也可以是左中右三层结构组成。但要保证射线由基板入射，由闪烁体层出射。

其中，基板厚度范围：0.05mm～10mm，优选地：0.05mm～4mm，更优选地0.5mm-4mm；反射层厚度范围：0.01μm～0.5μm，优选地：0.01μm～0.2μm；闪烁体层厚度范围：50μm～500μm，优选地：50μm～200μm。

图3示出了本发明一个示例的(Lu,A)₃Al₅O₁₂:Ce透明陶瓷闪烁体X射线激发的发光光谱，提拉法生长的相同尺寸BGO单晶为参比样品。由图可知，X射线作用下(Lu,A)₃Al₅O₁₂:Ce透明陶瓷可以有效地发射出510nm的可见，稳态发光效率达到BGO的7.5倍。

图4示出了本发明一个示例中表面刻蚀后(Lu,A)₃Al₅O₁₂:Ce透明陶瓷闪烁体的光学显微镜照片。由图可知，采用表面刻蚀透明陶瓷闪烁体被分成边长为50μm的矩形阵列，矩形阵列的间距为10μm。表面刻蚀后的透明陶瓷闪烁体，在表面形成波导传输，减少全反射损失，从而提高器件可见光采集效率，增加系统空间分辨率。

本发明的技术效果如下；

1、本发明采用高光学质量、高发光效率的(Lu,A)₃Al₅O₁₂:Ce透明陶瓷作为闪烁体，开发研制了具有高空间分辨率的射线平板探测器系统。该系统在X射线激发下成像质量高，照片清晰锐利。采用铅线对卡法测试10lp/mm下MTF在17.5％以上。采用刀口法测试选择标准IEC62220-1中规定的RQA5实验条件进行测试MTF为10％时，分辨率在9lp/mm以上；

2、采用化学性质稳定的石榴石陶瓷作为闪烁体，可以有效地提高探测器使用寿命，减少器件封装以及维护成本；

3、利用陶瓷加工性能优异的特点，将透明陶瓷闪烁体切割成矩形阵列后，使陶瓷表面形成波导传输，减少全反射造成的光损失，从而提高器件采集效率，增加系统空间分辨率。

下面进一步例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参 数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。

实施例1

采用氧化镥(Lu₂O₃)、氧化铝(Al₂O₃)、氧化镁(MgO)、氧化铈(CeO₂)为原料，按照(Lu_0.995Ce_0.003Mg_0.002)₃Al₅O₁₂组成精确称量粉体原料60g，再以无水乙醇作为分散介质进行球磨混合，球磨一定时间后，两种粉料分别经干燥、过筛；后对其进行压片，并施以200MPa冷等静压成为坯体；再将其放入真空或热压烧结炉中在1880℃下烧结20小时，从而获得(Lu_(1-x-y)Ce_xMg_y)₃Al₅O₁₂陶瓷，将所得到的陶瓷材料进行抛光，最终获得具有高光学质量的透明陶瓷。将所述透明陶瓷打磨抛光切割至20×20×2mm。该透明陶瓷在800nm处直线透过率达73％，发光强度达到BGO单晶7.5倍。将透明陶瓷与25×25×4mm的基板通过混有分散颗粒的硅胶粘接固定。闪烁体板由上述复合结构抛光打磨表面刻蚀至后获得。加工后闪烁体层厚度为50μm，且其表面为50×50μm的矩形阵列，间距10μm。将入射光源、闪烁体板、光锥以及CCD等部件按图1所示，连接制备(Lu,A)₃Al₅O₁₂:Ce透明陶瓷闪烁体平板探测器。该平板探测器采用铅线对卡法测试10lp/mm下MTF为17.5％，采用刀口法测试选择标准IEC62220-1中规定的RQA5实验条件进行测试MTF为10％时，分辨率为9lp/mm。

实施例2

闪烁体板制备时，闪烁体层厚度为50μm，但未进行激光切割，其他条件同实施例1。该平板探测器该平板探测器采用铅线对卡法测试10lp/mm下MTF为13.0％，采用刀口法测试选择标准IEC62220-1中规定的RQA5实验条件进行测试MTF为10％时，分辨率为6lp/mm。

实施例3

按(Lu_0.997Ce_0.001Mg_0.002)₃Al₅O₁₂的化学组分精确称量60g，其他条件同实施例1，可以获得(Lu_0.997Ce_0.001Mg_0.002)₃Al₅O₁₂透明陶瓷。制备陶瓷经抛光打磨后直线透过率达75％，发光强度达到BGO单晶5倍。

实施例4

按(Lu_0.996Ce_0.002Mg_0.002)₃Al₅O₁₂的化学组分精确称量60g，其他条件同实施例1，可以获得(Lu_0.996Ce_0.002Mg_0.002)₃Al₅O₁₂透明陶瓷。制备陶瓷经抛光打磨后直线透过率达77％，发光强度达到BGO单晶5倍。

实施例5

按(Lu_0.994Ce_0.004Mg_0.002)₃Al₅O₁₂的化学组分精确称量60g，其他条件同实施例1，可以获得(Lu_0.994Ce_0.004Mg_0.002)₃Al₅O₁₂透明陶瓷。制备陶瓷经抛光打磨后直线透过率达67％，发光强度 达到BGO单晶8.7倍。

实施例6

按(Lu_0.9968Ce_0.002Mg_0.0012Li_0.0006)₃Al₅O₁₂的化学组分精确称量60g，共掺杂离子氧化物选择LiOH·H₂O其他条件同实施例1，可以获得(Lu_0.9968Ce_0.002Mg_0.0012Li_0.0006)₃Al₅O₁₂透明陶瓷。制备陶瓷经抛光打磨后直线透过率达71％，发光强度达到BGO单晶9.0倍。

产业应用性：本发明的(Lu,A)₃Al₅O₁₂:Ce透明陶瓷射线平板探测器具有成像锐利空间分辨率高的特点，且具有维护成本低，使用寿命长以及维护成本等优点，应用于医学诊断、无损检测、公共安全、辐射剂量检测以及石油勘探等使用射线检测的装置中。通过表面刻蚀的方法对材料微结构进行设计，可以有效地提高系统成像分辨率，适用于所有块体闪烁体材料。