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鈣鈦礦X射線探測器的前置放大電路設計

發(fā)布時間:2024-06-08 06:35
  利用X射線高穿透性的探測方式能夠對材料內部進行成像,因此X射線探測在安防安檢、工業(yè)探傷和醫(yī)療診斷等眾多領域得到了廣泛應用。使用直接探測成像的數字化平板探測器已經成為實現高空間分辨率X射線成像的首選技術手段。以MAPbX3(MA=CH3NH3,X=Cl,Br,I)為代表的鹵素鈣鈦礦具有比商用非晶硒(α-Se)平板探測器更好的穩(wěn)定性、更高的靈敏度以及易低成本制備大面積器件等優(yōu)勢,極有希望代替α-Se成為下一代X射線直接探測材料。數字化探測的必要條件是對探測器所得信號進行模數轉換,以實現計算機識別。由于探測器對X射線的響應十分微弱(典型值為百皮安量級),因此在進行模數轉換之前,應使用前置放大電路來放大探測器的輸出信號,以確保放大之后的信號在隨后的傳輸過程中不會被噪聲淹沒,同時也滿足模數轉換對數據幅值大小的要求(典型值為毫伏量級)。本文對鈣鈦礦X射線探測器的前置放大電路進行研究,完成前置放大電路設計,實現對鈣鈦礦X射線探測器輸出信號的放大,使得探測所得電信號易于被后端電路接收并進行下一步數據處理。本文從X射線探測的基礎理論出發(fā),...

【文章頁數】:52 頁

【學位級別】:碩士

【部分圖文】:

圖1-1X射線發(fā)生器示意圖

圖1-1X射線發(fā)生器示意圖

圖1-1X射線發(fā)生器示意圖波長范圍在0.001~10nm之間電磁波力學理論,單個X光子的能量可由E=hv,數值為6.62610-34Js,v為光子能量和其自身頻率成正比,而頻率和一般意味著越短的波長。由于X射線能呈正相關的關系,而電子撞擊靶材....


圖1-2電磁波譜示意圖

圖1-2電磁波譜示意圖

圖1-2電磁波譜示意圖X射線的特性主要有以下三個方面[1]:(1)物理特性。X射線擁有對物體極強的穿透力,而且由于部分X射線在穿透物體的過程中會被吸收,因而使X射線產生衰減。類似于可見光,作為一種電磁波的X射線同樣具有反射、衍射和干涉等光學特性現象。(2)化學特....


圖1-3X射線圖像板(IP板)成像系統(tǒng)(引用自文獻[20]

圖1-3X射線圖像板(IP板)成像系統(tǒng)(引用自文獻[20]

圖1-3X射線圖像板(IP板)成像系統(tǒng)(引用自文獻[20])相比增強屏而言,圖像板對X射線的吸收機理與其相似,不同之處在于圖像板實現了探測信號的數字化輸出,在成像性能方面,具有更大的動態(tài)范圍、更低的檢測極限。然而,先潛影再顯影的工作模式決定了圖像板系統(tǒng)不能進行實時成像....


圖1-4數字化X射線探測系統(tǒng)示意圖

圖1-4數字化X射線探測系統(tǒng)示意圖

像中,閃爍體的熒光信號會互相干擾,降低成像的空間分辨率于偏置電壓的作用,電荷信號在傳輸過程中的擴散很小,因而高的空間分辨率。然而,α-Se也存在著十分明顯的本質缺點:由于較小的原子序數(34)而變得很弱;靈敏度低(<300μCG500nGy/s);所需的偏置電場很大(10....



本文編號:3991603

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