一组用于中能重离子核反应研究的高质量分辨望远镜探测器

本文描述了一个用于中能(20—100MeV/u)重离子核反应研究的高质量分辨带电粒子望远镜探测器.该望远镜由三片全耗尽硅半导体ΔE探测器(130μm+1580μm+5000μm)和一块10×10×30mm³CsI(Tl)闪烁体(光二极管读出)E探测器组成,具有高能量分辨、高质量分辨(对¹²C ΔA/A=25%FWHM)、大能量范围(对于α粒子为16—350MeV)等特点,能较好地用于中能核反应研究中类弹碎片和轻粒子的同位素鉴别与能量测量.     

石英微透镜阵列的制作研究

叙述了采用氩离子束刻蚀的方法制作线列长方形拱面石英微透镜阵列.所制单元石英微透镜底部的外形尺寸为(300×106)um²,平均冠高7.07μm,平均曲率半径202.19μm,平均焦距404.38μm,平均F₂数为3.82,平均光焦度2.47×10³屈光度,扫描电子显微镜和表面探针测试表明,所制线列石英微透镜阵列的图形整齐均匀,单元长方形拱面石英微透镜的轮廓清晰,表面光滑平整.所制微透镜阵列用于高T_c超导红外探测器阵列的实验证实,微透镜的引入可以显著改善超导探测器的光响应特性.     

一台高计数率GEM X射线成像装置原型

研制一种新型的三层级联倍增GEM气体探测器,其有效增益达到10⁵,用于高亮度X射线成像.设计和制作了的精密的微条读出和信号引出方法,采用高速SCSI接口的机箱控制器及计算机控制系统,用于该探测器的射线定位测量,在此基础上建立了一台GEM-X射线成像装置原型.实验结果显示：在X射线强度为10⁵Hz/mm,其增益稳定性<1%,位置分辨<100μm,并获得了清晰的两维图像.     

硅多条探测器的研制和初步应用

描述了用微电子工艺技术成功研制硅多条探测器的制备工艺技术及测试结果. 这种探测器的灵敏面积为50mm×20mm. P掺杂面被等分成相互平行的，长度为20mm，宽度为3mm的16条，相邻条之间的间距为140μm. 当探测器工作在全耗尽偏压下，每一条的反向漏电流的典型值<2nA.239Pu α粒子的能量分辨为0.5%-0.9%，相邻条之间的相互影响(crosstalk)为4%-8%. 用于 7.2 MeV/u的C束离子测量，得到能量分辨为0.27%.     

弹性共振散射反应的厚靶实验设计

为了开展次级束引起的弹性共振散射反应的厚靶实验, 在北京HI-13串列加速器的次级放射性核束装置上建立了一套包含飞行时间和大面积双面硅微条探测器的探测系统, 并用57.0MeV ¹⁷F次级束轰击7.66mg/cm²的(CH₂)_n靶对¹⁷F+p弹性共振散射反应进行了试测量.     

郑州EAS观测阵列的设计和初期运行

本文报道郑州宇宙线观测阵列的设计和初期运行情况.该阵列的探测面积为30m×30m,有八个闪烁计算器,控制运行采用国际标准的CAMAC系统.它可以对次级总粒子数为4×10⁴到8×10⁶的宇宙线广延大气簇射现象自动地进行连续观测.     

具有统计增强效应的(CF2)n-PIN夹层探测阵列

采用灵敏区尺寸为φ60mm, 厚度1000μm的大面积电流型厚PIN半导体探测器+聚四氟乙烯片+PA101低噪声放大器, 构建了灵敏度为10^－11C.cm²,具有显著统计增强效应的夹层高灵敏PIN探测阵列. 采用Monte-Carlo数值模拟方法, 研究了该探测阵列的统计增强效应和对γ射线探测灵敏度. 该阵列在极低强度脉冲γ射线探测中具有明显的统计增强效应, 且能量响应平坦, 单个阵列探测范围可达7个量级, 其γ灵敏度比直径为φ20mm, 厚度为250μm的单个PIN探测器高4个量级并可进行直接标定, 是低强度裂变n/γ混合场脉冲γ射线波形面积测量较理想的探测器, 已在有关科学实验中获得成功应用.     

1.3μm GaInNAs量子阱RCE光探测器

采用配有dc-N plasma N源的分子束外延(MBE)技术在GaAs衬底上生长制作了工作波长为1,3μm的GaInNAs量子阱RCE探测器.采用传输矩阵法对器件结构进行优化.吸收区由三个GaInNAs量子阱构成,并用湿法刻蚀和聚酰亚胺对器件进行隔离.在零偏压下,器件最大的量子效率为12%,半峰值全宽(FWHM)为5.8nm,3dB带宽为30MHz,暗电流为2×10^-11A.通过对MBE生长条件和器件结构的优化,将进一步提高该器件的性能.     

4H-SiC肖特基二极管γ射线探测器的模型与分析

 在研究反偏压4H-SiC肖特基二极管作为g射线探测器工作机理的基础上建立了数值模型,模拟了不同偏压和辐照剂量率下探测器的暗电流、工作电流和灵敏度。模拟结果表明:探测器的灵敏度随反向偏压的增加而上升;对于Au/SiC肖特基二极管,有源区掺杂数密度为2.2×10¹⁵ cm^-3时,0 V偏压下探测器的灵敏度为13.9×10^-9 C/Gy,100 V偏压下为24.5×10^-9 C/Gy。计算结果与实验数据符合得较好。     

用于质子和伽马射线探测的金刚石薄膜探测器的辐照性能

 研制出CVD金刚石薄膜探测器,在国家串列加速器和⁶⁰Co稳态辐射源上分别完成了该探测器对9 MeV质子束流和1.25 MeV γ射线的辐照性能研究。结果表明:该探测器在9 MeV质子照射累积强度达到10¹³ cm^-2时,探测器信号电荷收集效率减小量低于3.5%,辐照前后探测器暗电流没有明显变化。计算得到9 MeV质子对该探测器的损伤系数为1.3×10^-16 μm^-1·cm²。由于γ射线与金刚石作用产生的电子起到了填补缺陷的作用,探测器信号电荷收集效率随γ射线照射剂量的增加略有增加,在γ射线累积照射量达到10.32 C/kg时,其增幅小于0.7%。说明金刚石薄膜探测器具有较高耐辐照强度,适用于高强度辐射测量领域。     

KIMS地下实验中μ子本底的研究

KIMS是寻找和研究暗物质WIMP的实验组. 在WIMP寻找实验中，μ子是十分重要的一种本底. 我们对地下700m深的Yangyang实验室内的μ子通量进行了测量. 介绍了μ子探测器的结构和性能测试. 描述了对μ子入射位置和角度分布的分析，并进行了蒙特卡罗模拟. 实验室内的μ子通量测量值为(7.0±0.4))×10^-8/s/cm²/sr.     

薄膜型超导红外(光)探测器

在高Tc GdBaCuO超导薄膜上,采用光刻技术分别制成两种不同结构的辐射、热测量器件及2×4集成阵列式微桥器件红外(光)探测器.探测器芯片安装在STD-3型红外探测器杜瓦冷指上.用黑体及波长为0.6328μm的He-Ne激光器辐照器件,系统观测各种器件的特性,其中最好的结果:在10Hz时的噪音等效功率NEP(500,10,1)=3.6×10^-12 WH_z^1/2;探测率D^*(500,10,1)=1.6×10¹⁰ cmH_z^1/2W^-1;响应率R_v=8.2×103VW^-1.另外,多元串接微桥器件出现的多台阶式的特性,可望在红外探测计量及高频方面获得重要应用.     

基于PdSe2/GaAs异质结的高灵敏近红外光伏型探测器的制备和图像传感的应用

本文制备了一种基于PdSe₂/GaAs异质结的高灵敏近红外光电探测器，该探测器是通过将多层PdSe₂薄膜转移到平面GaAs上制成的. 所制备的PdSe₂/GaAs异质结器件在808 nm光照下表现出明显的光伏特性，这表明近红外光电探测器可以用作自驱动器件. 进一步的器件分析表明，这种杂化异质结在零偏电压和808 nm光照下具有1.16×10⁵的高开关比. 光电探测器的响应度和比探测度分别约为171.34 mA/W和2.36×10¹¹ Jones. 而且，该器件显示出优异的稳定性和可靠的重复性. 在空气中2个月后，近红外光电探测器的光电特性几乎没有下降，这归因于PdSe₂的良好稳定性. 最后，基于PdSe₂/GaAs的异质结器件还可以用作近红外光传感器.     

空间硬X射线编码孔成像望远镜样机的研制及初步实验结果

介绍了研制的一台空间硬X射线编码孔成像望远镜样机, 使用的位置灵敏探测器为CdZnTe半导体阵列探测器, 面积50mm×50mm, 位置分辨1.6mm. 码板材料为钨铁镍合金, 厚度0.7mm, 码元素尺寸3.2mm×3.2mm. 介绍了码板的编码技术、光学设计和图像重建方法. 实验室测定了样机的性能, 探测器对59.54keV(²⁴¹Am)的能量分辨率为11.6%. 成像实验对单个伽玛射线源的定位 精度为0.12°, 双源角分辨好于0.42°.     

新型MSM结构砷化镓半导体探测器的性能

研究一种新型双金属接触GaAs半导体探测器的性能,测量了²⁴¹Am 5.48MeVα粒子、⁵⁷Co 122keV的光子和⁹⁰Sr 2.27MeVβ粒子的最小电离粒子谱,比较了一个3×3mm²的GaAs芯片在经过¹³⁷Cs 662keV光子约1300rad辐照前后的电荷收集效率和能量分辨率.测量结果显示这种新型金属─半导体─金属(MSM)结构的半导体探测器不仅在室温下对各种粒子具有良好的探测能力,而且具有很好的抗辐照性能.     

NaI闪烁探测器测量感生放射性及其蒙特卡罗模拟

描述了如何使用蒙特卡罗方法评估产生在加速器屏蔽混凝土中的感生放射性. 使用EGS4程序模拟了NaI闪烁探测器测量屏蔽混凝土块表面剂量率时, 对于半径和厚度的响应. 结果发现,在屏蔽混凝土块半径和厚度分别达到40cm和30cm时, 表面剂量率达到饱和. 研究了东京大学SF回旋加速器北墙位置8和位置9的表面剂量率, 并和使用NaI闪烁探测器的测量结果进行了对比, 发现模拟和实验结果符合很好. 并且, 获得了表面剂量和表面感生放射性之间的转换系数, 对于⁶⁰Co转换系数为0.90(Bq·g^－1)·(μSv·h^－1)^－1, 对于¹⁵²Eu转换系数为1.26(Bq·g^－1)·(μSv·h^－1)^－1. 这样, 就可以通过NaI闪烁探测器表面剂量的测量结果简单评估加速器设备屏蔽混凝土中的感生放射性.     

电偏转扫描法测量高电荷态ECR源发射度

成功地研制了一套适合于低能离子束流发射度测量的电偏转扫描探测器.对该探测器的原理和结构作了较详细的描述,并给出该探测器对兰州近代物理研究所高电荷态ECR源LECR3引出离子束流发射度的测量结果.典型结果为:在引出高压为15.97kV,引出束流为190μA时,O⁴⁺水平发射度(x方向)为137πmm·mrad,垂直发射度(y方向)为120πmm·mrad(包括90%束流).最后,对测量结果作了一些分析和讨论.     

HIRFL-CSR外靶终端上硅微条探测器阵列的搭建

硅微条探测器因具有很强的位置分辨率与能量分辨率而在世界各大核物理实验室得到广泛应用。中国科学院近代物理研究所研制了性能优越、位置精度达到0.5 mm×0.5 mm的双面硅微条探测器,用于HIRFL-CSR的外靶实验终端谱仪(ETF)上,用作径迹测量以及△E-E望远镜系统△E的探测。硅微条探测器体积小、集成度高,利用柔性印刷电路板(FPCB)引出信号,配合ASIC芯片的前端电路,能够方便地给出每一条的能量信息和位置信息。在此详细阐述了在HIRFL-CSR的ETF上双面硅微条探测器阵列的搭建,并测量了放射源在真空中探测单元的能量分辨本领。结果表明,该硅条探测器的每个探测单元对5~9 MeV能量的α粒子的能量分辨率在1%左右。     

3.8μm激光破坏三元PC型HgCdTe探测器系统的实验研究

 对3.8μm激光破坏三元PC型HgCdTe探测器系统的实验结果进行定性分析。实验结果表明：当辐照在探测器系统上的激光功率密度达411W/cm²时，系统内各部件（Ge窗口、滤光片及探测器）已严重损坏，探测器系统永久失效。分析认为：实验中引起探测器系统破坏的主要原因是温度升高引起的烧蚀热。     

一种新型的大量程探测器望远镜

本文描述一个大量程粒子望远镜.它由一个平行板雪崩探测器(PPAC),一个电离室(IC)及一个光迭层探测器(phoswich)组合而成.它适合于很宽能区内轻粒子和重碎片的测量.该探测器在近代物理研究所1.7米迴旋加速器上用96MeV ¹⁶O+⁵¹V反应中30°方向上的产物进行了调试,测量结果表明,电离室和Phoswich构成的望远镜对电荷数Z>2的粒子给出了极好的分辨(¹⁶O的Z分辨达到5%);Phoswich本身对H、d、t、α等轻粒子也给出了相当好的分辨.