在空間探測和中子打靶實(shí)驗(yàn)中都需要探測帶電粒子的入射位置信息和能量信息,根據(jù)位置靈敏探測器的特性,本文研制了位置靈敏硅探測器的電子學(xué)讀出系統(tǒng),對探測器的位置分辨和能量分辨能力進(jìn)行了初步測試,并采用蒙特卡羅方法模擬了探測器厚度、面積和入射電子能量、角度四個(gè)因素對位置靈敏探測器位置分辨的影響。主要內(nèi)容包括:位置靈敏探測器的結(jié)構(gòu)及原理、前置放大電路的設(shè)計(jì)、電路仿真、PCB電路板設(shè)計(jì)與測試、采集系統(tǒng)的調(diào)試、探測器位置性能測試,仿真模擬了探測器厚度、探測器面積、帶電粒子入射能量、入射角度對探測器位置分辨的影響。探測器的電子學(xué)讀出系統(tǒng)即放大電路系統(tǒng)和采集系統(tǒng)是決定探測器探測結(jié)果好壞的重要影響因素,在對探測器小信號放大和信號采集方面具有重要作用。本文設(shè)計(jì)的探測器電子學(xué)讀出系統(tǒng)初步滿足實(shí)驗(yàn)需求。經(jīng)過測試,通過電子學(xué)讀出系統(tǒng)可以成功讀出²⁴¹Am發(fā)散出的α粒子擊打在位置靈敏探測器上產(chǎn)生的電信號,并且初步測得探測器在x軸和y軸的位置分辨有效率分別約為83%和76%,能量分辨率約為4.5%。采用FLUKA模擬軟件,以電子為研究對象,分析了電子入射能量、方向和探測器的厚度、靈敏面積等因素對...

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2.1一維位置靈敏探測器工作示意圖

核探測器系統(tǒng)概述5圖2.1一維位置靈敏探測器工作示意圖如圖2.1所示，設(shè)坐標(biāo)原點(diǎn)為PSD中心點(diǎn)，光入射點(diǎn)位置與原點(diǎn)的距離設(shè)為X，與電極X1和X2輸出電流的關(guān)系為：Ix1=LX2XLX·IX(2.1)Ix2=LX2+XLX·IX(2.2)由式（2.1）（2.2）可得X=Ix2Ix1....

圖2.2MSPSDDL04-300雙橫向PSD的四個(gè)電極在兩個(gè)表面上成直角分布，上面設(shè)置兩個(gè)相對電極，

核探測器系統(tǒng)概述6圖2.2MSPSDDL04-300雙橫向PSD的四個(gè)電極在兩個(gè)表面上成直角分布，上面設(shè)置兩個(gè)相對電極，而背面則把底部電極分為Y1和Y2兩個(gè)相對電極（如圖2.3所示）。在為PSD提供偏置電壓時(shí)，增強(qiáng)內(nèi)部電場，使帶電粒子入射探測器產(chǎn)生的電子空穴對在電場的作用下加速向....

圖2.3雙橫向位置靈敏探測器結(jié)構(gòu)示意圖

核探測器系統(tǒng)概述6圖2.2MSPSDDL04-300雙橫向PSD的四個(gè)電極在兩個(gè)表面上成直角分布，上面設(shè)置兩個(gè)相對電極，而背面則把底部電極分為Y1和Y2兩個(gè)相對電極（如圖2.3所示）。在為PSD提供偏置電壓時(shí)，增強(qiáng)內(nèi)部電場，使帶電粒子入射探測器產(chǎn)生的電子空穴對在電場的作用下加速向....

圖2.4放大電路基本組成

核探測器系統(tǒng)概述7以PSD中心點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，入射點(diǎn)位置信息與電極X和Y輸出電流的關(guān)系為：x=Ix2Ix1Ix1+Ix2·Lx2(2.4)y=Iy2Iy1Iy1+Iy2·Ly2(2.5)因此，只需要測得上下兩塊電極輸出的電流信號幅度就可以計(jì)算出光束或者帶電粒子入射在探測器上的二維位....

本文編號：3919417