在空間探測和中子打靶實驗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讀出系統(tǒng),對探測器的位置分辨和能量分辨能力進行了初步測試,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、前置放大電路的設計、電路仿真、PCB電路板設計與測試、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。本文設計的探測器電子學讀出系統(tǒng)初步滿足實驗需求。經(jīng)過測試,通過電子學讀出系統(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，設坐標原點為PSD中心點，光入射點位置與原點的距離設為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的四個電極在兩個表面上成直角分布，上面設置兩個相對電極，

核探測器系統(tǒng)概述6圖2.2MSPSDDL04-300雙橫向PSD的四個電極在兩個表面上成直角分布，上面設置兩個相對電極，而背面則把底部電極分為Y1和Y2兩個相對電極（如圖2.3所示）。在為PSD提供偏置電壓時，增強內(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的四個電極在兩個表面上成直角分布，上面設置兩個相對電極，而背面則把底部電極分為Y1和Y2兩個相對電極（如圖2.3所示）。在為PSD提供偏置電壓時，增強內(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中心點為坐標原點，入射點位置信息與電極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