發(fā)布時間：2024-02-22 16:48

　　在閃爍體探測器的組成中,光電倍增管(PMT)負責光電轉(zhuǎn)換及電子倍增,經(jīng)過幾十年的發(fā)展,PMT技術已臻于成熟。伴隨著核電事業(yè)的發(fā)展和人們對環(huán)境質(zhì)量要求的提高,便攜式儀表在工業(yè)生產(chǎn)、實驗室建設、環(huán)境監(jiān)測等方面越來越多的受到人們的使用。硅光電倍增管(SiPM)是工作在雪崩倍增機制下的半導體器件在很多領域均有了廣泛應用。本課題根據(jù)閃爍體發(fā)射的熒光光子信息和硅光電倍增管的相關技術參數(shù),設計出了信號讀取電路以及前置放大電路。通過幾項試驗對SiPM的各項性能進行了研究,試驗結(jié)果表明SiPM在-30℃到20℃范圍內(nèi)工作時,脈沖幅度的波動很小,波動范圍在±2.5%以內(nèi);在20℃到40℃時脈沖變化趨近線性,平均變化率為5%。同時磁場對SiPM的光電轉(zhuǎn)換和倍增功能無影響。SiPM在10Gy/h的標準輻照場連續(xù)照射20小時,即輻射劑量累計超過200Gy后,SiPM測得的信號脈沖會出現(xiàn)輕微的脈沖幅值變化。SiPM的內(nèi)部增益和反向偏壓在一定的電壓變化范圍內(nèi)成線性關系。通過對SiPM和α、β射線的分析,給出了基于SiPM測量的表面污染儀的設計方案。探頭部分采用鍍硫化鋅的塑閃薄板;利用相關軟件和已有儀器研發(fā)經(jīng)驗設計了...

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１?ＭＲＳ結(jié)構(gòu)??最早的ＳｉＰＭ結(jié)構(gòu)是由俄羅斯科學家提出研究的ＭＲＳ結(jié)構(gòu)％如圖２．１所示

Ｐ＊－Ｓｉ區(qū)?叱－Ｓ像素Ｎ＋－Ｓｉ區(qū)?Ｎ－Ｓｉ晶片??圖２．１?ＭＲＳ結(jié)構(gòu)??最早的ＳｉＰＭ結(jié)構(gòu)是由俄羅斯科學家提出研究的ＭＲＳ結(jié)構(gòu)％如圖２．１所示。這種??結(jié)構(gòu)的ＡＰＤ淬滅電阻是由透明ＳｉＣ膜組成，其通光窗格及各單元互聯(lián)線是由半透明金??屬膜組成，但是這種結(jié)構(gòu)制作難度大、使用效....

圖２．３利用體電阻進行淬滅的ＳｉＰＭ結(jié)構(gòu)??第三種是利用體電阻進行淬滅的ＳｉＰＭ結(jié)構(gòu)

ｓ＼—ｙ＜Ｘ??圖２．２負反饋效應模型結(jié)構(gòu)??這種負反饋效應模型結(jié)構(gòu)的亮點在于減少了在硅片表面制作多晶硅條的復雜工藝，??使得光子探測效率升高。但是該種結(jié)構(gòu)的ＡＰＤ單元的恢復時間較長，而且正常工作的??電壓變化范圍太窄，工作穩(wěn)定性不高。??邊緣電場區(qū)域?高電場區(qū)域?Ｓｉ０２?電極....

圖２．２負反饋效應模型結(jié)構(gòu)??

Ｉ??背面電極??圖２．３利用體電阻進行淬滅的ＳｉＰＭ結(jié)構(gòu)??第三種是利用體電阻進行淬滅的ＳｉＰＭ結(jié)構(gòu)。在國際上這種ＳｉＰＭ最先由北京師范??大學韓德俊教授領導的研究小組研制成功［｜６１。其結(jié)構(gòu)如圖２．３所示，該種結(jié)構(gòu)利用硅襯??底的體電阻自身特性對ＡＰＤ單元進行淬滅，大大簡化了....

圖2.4P一結(jié)原理示意圖

該器件在室溫下的暗脈沖計數(shù)率約為１．５ＭＨｚ，同時效率在４６０ｎｍ的峰值處達到２５．６％。??上，對硅光電倍增管的結(jié)構(gòu)設計己較為成熟，愛爾蘭、日和研究院所推出了這類產(chǎn)品。ＳｅｎｓＬ，濱松等企業(yè)生產(chǎn)的物理、核醫(yī)學儀器以及射線探測領域得到了實踐驗證。??工作原理??于Ｐ－Ｎ結(jié)的半導體....

本文編號：3906968