近年來,硅光電倍增管（SiPM）在核醫(yī)學(xué)成像、核探測等許多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。SiPM是半導(dǎo)體器件,由一系列雪崩二極管（G-APD）陣列組成,應(yīng)用于常溫環(huán)境下,當環(huán)境溫度發(fā)生變化時,SiPM的擊穿電壓隨之發(fā)生變化,進而影響SiPM增益,導(dǎo)致能譜測量出現(xiàn)較大誤差。此外,SiPM存在由暗計數(shù)、雪崩二極管間串擾、后脈沖等組成的噪聲,同樣對推廣SiPM的使用造成困擾。論文主要研究內(nèi)容為當SiPM充當閃爍體探測器的光電倍增器件時,根據(jù)SiPM的光電特性,優(yōu)化探測器設(shè)計,得到性能穩(wěn)定、能量分辨率好的閃爍體探測器。論文將從以下兩個方向進行探索,一是穩(wěn)定SiPM在不同溫度下的增益,二是降低SiPM內(nèi)部暗噪聲的影響并改善閃爍體探測器的能量分辨率。由SenSL公司SiPM產(chǎn)品手冊可知,SiPM的增益與偏置電壓呈正相關(guān)特性,而SiPM擊穿電壓與溫度變化呈線性變化規(guī)律,論文根據(jù)溫度特性設(shè)計基于正溫度系數(shù)熱敏電阻（LPTC型）的偏置電源。經(jīng)實驗測試,結(jié)果表明:使用LYSO晶體與SiPM制成的閃爍體探測器,在恒溫室內(nèi)26℃至53℃測量¹³⁷Cs全能峰,發(fā)現(xiàn)當加入溫度補償電路后,^13... 

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 主要內(nèi)容及章節(jié)安排
第二章 硅光電倍增管、無機閃爍體和探測器原理
    2.1 硅光電倍增管介紹
        2.1.1 雪崩光電二極管原理
        2.1.2 SiPM原理
        2.1.3 SiPM的噪聲
        2.1.4 SiPM的溫度效應(yīng)
        2.1.5 SiPM與 PMT比較
        2.1.6 MicroFC-60035-SMT
    2.2 無機閃爍體介紹
        2.2.1 物質(zhì)與γ/X光作用原理
        2.2.2 無機閃爍體發(fā)光原理
        2.2.3 無極閃爍體的物理特性
        2.2.4 選用的閃爍體
    2.3 探頭的制作
第三章 SiPM探測器溫度補償型電源設(shè)計
    3.1 設(shè)計原理
    3.2 電子元器件介紹
        3.2.1 AD581LH
        3.2.2 LM358比較放大器
        3.2.3 LPTC型熱敏電阻KTY83/110
    3.3 電路原理圖及PCB板設(shè)計
    3.4 MicroFC-60035-SMT負載電阻的確定
    3.5 實驗測量
        3.5.1 電路噪聲消除
        3.5.2 電路輸出溫度系數(shù)測量
        3.5.3 放射源測量
第四章 數(shù)字獲取系統(tǒng)設(shè)計
    4.1 硬件系統(tǒng)介紹
        4.1.1 Stratix Ⅲ3SL150介紹
        4.1.2 USB傳輸模塊介紹
        4.1.3 ADC數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊
    4.2 符合方法介紹
        4.2.1 符合事件介紹
        4.2.2 真符合與偶然符合
        4.2.3 符合測量原理
    4.3 數(shù)據(jù)處理算法介紹
        4.3.1 γ譜系統(tǒng)介紹
        4.3.2 能譜獲取方法
        4.3.3 算法介紹
第五章 仿核信號源測試實驗
    5.1 仿核脈沖的產(chǎn)生
    5.2 數(shù)據(jù)補償算法
    5.3 影響因素測量
        5.3.1 噪聲疊加
        5.3.2 脈沖幅度
        5.3.3 噪聲影響
第六章 放射源實驗測量
    6.1 LYSO閃爍體探測器測量
    6.2 基線恢復(fù)測試
    6.3 符合分辨時間測量
    6.4 符合電路測量
第七章 總結(jié)與展望
參考文獻
在學(xué)期間研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]基于FPGA的符合系統(tǒng)設(shè)計[J]. 孟倩,劉山亮,許凱麗.  激光雜志. 2016(11)
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博士論文
[1]數(shù)字核譜儀系統(tǒng)中關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 張懷強.成都理工大學(xué) 2011
[2]基于FPGA的精密時間—數(shù)字轉(zhuǎn)換電路研究[D]. 宋健.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006

碩士論文
[1]基于FPGA的高計數(shù)率下改善γ譜儀分辨率研究[D]. 黃強.蘭州大學(xué) 2018
[2]基于SiPM的個人劑量儀的研制[D]. 李忠.蘭州大學(xué) 2017
[3]SiPM光子探測性能分析及高精度多光子探測研究[D]. 陳義拴.陜西師范大學(xué) 2016
[4]基于FPGA的數(shù)字化多道脈沖幅度分析器的研制[D]. 鄒偉.成都理工大學(xué) 2012
[5]數(shù)字符合的數(shù)據(jù)獲取與處理研究[D]. 賴偉.南華大學(xué) 2012



本文編號：3707310