New test and analysis of position-sensitive-silicon-detector

We have tested and analyzed the properties of two-dimensional Position-Sensitive-silicon-Detector (PSD) with new integrated preamplifiers.The test demonstrates that the best position resolution for 5.5 MeV α particles is 1.7 mm (FWHM),and the best energy resolution is 2.1%,which are notably better than the previously reported results.A scaling formula is introduced to make the absolute position calibration.     

多阳极位置灵敏光电倍增管位置读出电路的设计实现

多阳极位置灵敏光电倍增管（PSPMT）被广泛地用来开发高分辨的小型γ相机模块。探讨了PSPMT的位置读出电路的简化设计研究, 并针对日本滨松的H8500型多阳极PSPMT, 设计和开发了离散位置读出电路（DPC）和均衡电荷分配电路（SCDC）两种简化的位置读出电路, 并在SCDC中加入了局域重心（TCOG）的定位方法, 进一步地优化读出电路的简化设计。初步的实验测试结果表明, SCDC结合TCOG定位法, 能显著地改善探测器的定位非线性及压缩效应, 扩展有效的成像视野（FOV）, 比DPC方法的有效视野增大了约20%。The multi anode position sensitive photomultiplier tube(PSPMT) has been used for the development of high resolution γ camera module. This study is aimed to investigate the simplified readout design for the multi anode flat panel PSPMT. Based on the Hamamatsu H8500 PSPMT with 64 multi anodes, we designed and developed two simplified readout circuits, discretized positioning circuit(DPC) and symmetric charge division circuit(SCDC). The truncated center of gravity(TCOG) positioning method was used to optimize the readout signal processing and then further reduce the readout channels by a resistor chain. The preliminary results show that the SCDC readout with the TCOG could significantly reduce the non linearity of positioning and improve the effective field of view of the detector by about 20% as compared to the DPC readout.     

光子计数位置灵敏探测器畸变多项式校正

采用多项式校正方法对光子计数位置灵敏探测器成像畸变进行校正。介绍光子计数位置灵敏探测器工作原理并分析其畸变产生原因;介绍多项式校正原理,并给出光子计数位置灵敏探测器畸变多项式校正流程;采用该方法对两种不同畸变程度的基于楔条形阳极该类探测器进行了畸变校正,校正后残余误差分别为2.5pixel和1.2pixel。实验结果表明,多项式校正法能够有效校正光子计数位置灵敏探测器成像畸变。     

一维位置敏感探测器位置准确度和线性度的改进

在常规的条状一维位置敏感探测器（PSD）中,光敏区和位置电阻区是结合在一起的,器件的欧姆接触电极难以做得比较理想,因此器件的位置准确度和线性度也受到了不利的影响。而在梳状一维位置敏感探测器中,光敏区和位置电阻区被分成了梳齿区和梳脊区两部分,并且位置电阻区被设计成很窄的长条,即使掺杂浓度比较高,位置电阻也能做得相当大。这样条状一维位置敏感探测器接触电极上的缺陷就可消除。用两种不同的一维位置敏感探测器所测量的位置特性曲线证实了理论分析的正确性。测量结果还表明,梳状一维位置敏感探测器的位置准确度和线性度比条状一维位置敏感探测器有了显著的提高,梳状一维位置敏感探测器的平均位置误差从条状一维位置敏感探测器的55μm减小到了26μm,梳状一维位置敏感探测器的均方根非线性度从条状一维位置敏感探测器的0．94％减小到了0．09％。     

感应读出方式紫外光子计数成像技术的研究

搭建了感应读出方式紫外光子计数成像系统,详细介绍了该系统的组成、工作原理和分辨率性能测试.紫外光经过减光和滤光后入射微通道板,产生的光电子在微通道板内倍增后形成电子云,由呈高阻特性的半导体Ge薄膜收集后,通过电荷耦合感应到Ge膜衬底背面的位敏阳极.阳极输出的信号经过电荷灵敏前置放大器、整形放大器后由计算机进行数据采集和处理,最后得到不同位置的光子计数图像.通过分辨率板,测得了该系统分辨率为150 μm,并通过对比试验和分布式RC网络理论模型分析了Ge膜电阻及其衬底厚度对系统性能的影响.该系统在生物超微 关键词： 光子计数成像 电荷感应 Ge膜 位敏阳极     

新型位置灵敏光电倍增管的性能测量

位置灵敏型光电倍增管(PS-PMT)代表了基于单个管子的原理开发新概念γ相机的技术进步.最近,日本滨松公司出品了一种新型紧凑型的PSPMT—R7600-C12.根据正电子放射断层成像系统(PET)的应用特点,我们测试了由该PS-PMT组合成的闪烁晶体阵列探测器的空间分辨率、空间线性度、增益均匀性及时间分辨率LSO与该PS-PMT的组合空间分辨率达到1.4mm,而且显示出良好的空间线性、增益均匀性及优异的时间分辨特性.     

一维云粒子激光探测仪研制及探测数据分析

阐述基于Mie散射理论和激光技术而研制的云粒子探测仪的相关问题。利用m量级的小孔光阑模拟感应区域的散射光,并对系统的探测敏感区域面积进行测定;通过使用不同直径的标准粒子对系统进行标定,得到可靠的响应曲线,用于定量测量云粒子尺度谱及粒子数密度。在进行了一系列实验室内的实验之后,将仪器装载在飞机上进行穿云飞行测量实验,表明了该仪器在飞行过程中工作正常、稳定,并且能够即时地显示采样区内云粒子尺度谱分布和数浓度;通过分析探测得到的数据,并与云粒子谱分布进行比较,确认了探测数据有效可靠,反映了该仪器具有良好的测云能力。     

高温超导磁悬浮环形杜瓦的漏热分析

对高温超导磁悬浮环形杜瓦进行了漏热分析。在杜瓦内部采用真空多层绝热结构,并在整个外表面包裹了玻璃微纤维深冷绝热纸,工艺简单,绝热效果良好。通过传热学理论分析和计算,得到杜瓦的漏热量及液氮的损耗量。结果表明,固体传导漏热为主要的漏热来源,液氮维持的时间能达到技术要求的10小时,整个杜瓦装置的绝热性能良好。     

北京正负电子对撞机试验束描迹仪的应用

试验束能提供不同种类、一定动量的单粒子束流。用三个多丝正比室做探测器,采用阴极感应电荷重心读出的方法,由单个多丝室对粒子击中点的二维坐标进行定位,粒子在三个室平面上的二维坐标经拟合后精确地描绘出北京正负电子对撞机试验束单粒子束流的径迹及入射方向。对阴极感应电荷重心读出的理论、实现方法及数据处理做了详细论述,并给出了实验结果。     

一维云粒子激光探测仪研制及探测数据分析

阐述基于Mie散射理论和激光技术而研制的云粒子探测仪的相关问题。利用m量级的小孔光阑模拟感应区域的散射光,并对系统的探测敏感区域面积进行测定;通过使用不同直径的标准粒子对系统进行标定,得到可靠的响应曲线,用于定量测量云粒子尺度谱及粒子数密度。在进行了一系列实验室内的实验之后,将仪器装载在飞机上进行穿云飞行测量实验,表明了该仪器在飞行过程中工作正常、稳定,并且能够即时地显示采样区内云粒子尺度谱分布和数浓度;通过分析探测得到的数据,并与云粒子谱分布进行比较,确认了探测数据有效可靠,反映了该仪器具有良好的测云能力。     

光电位置敏感器件的非线性分析及应用

阐述光电位置敏感器件（PSD）的结构、特性和工作原理，并根据PSD的原理和特性分析其产生非线性的几种主要因素。导出PSD的输出信号与光强无关的位置方程。设计出一种低温漂高精度的PSD非线性硬件调制电路。分析了插值算法、神经网络优化法以及解析法等对PSD的非线性进行修正的有效性，并对给出的部分实验数据进行了分析。最后对PSD在光学三角法测量、自动检测以及高精度测量中的应用作了进一步的讨论与展望。     

激光测头光束质量分析与控制

 建立了光束质量控制的数学模型,提出了一种可定量评价光束质量的参数优化选择方法。针对激光测头进行了两片式光束质量控制光学系统的优化设计,并与光束聚焦控制、准直控制方法进行对比实验。激光结果证明:该优化光束控制系统在测量范围内既保持了光束的均匀性,光斑尺寸较小(光腰尺寸为34 μm),又保证了光束的精细度,有效地抑制了光束质量引入的测量误差,在±5 mm测量范围内,其均方根误差仅为6.3 μm,测量精度明显优于聚焦控制和准直控制系统。     

角位置敏感探测器及其有限元分析

介绍了一种基于半导体横向光电效应的角位置敏感探测器的结构设计,采用有限元方法对该角位置敏感探测器的输出特性:线性度、角度精度及响应灵敏度,进行了模拟计算,在较大的角度范围内(如90°)进行测量,得到了很高的线性精度(小于0.04%)和角度测量精度(约20″)。分析讨论了材料电学参量及模型结构参量等因素对其测角精度的影响,通过优化选取材料及结构参量,可以使线性度(小于0.01%)及精度(小于1″)更高,能够用于高精度的角度测量。     

位敏型探测器数字法读出研究(英文)

中国散裂中子源( CSNS ) 的建造对中子探测器提出了非常高的要求,如更大的有效面积、二维位置灵敏、高计数率、高探测效率和低的 灵敏度等。与传统的模拟读出方法相比,数字法读出具有更高的计数率, 更小的数据传输量,更简单的电子学设计以及更高的信噪比。对数字法读出进行了理论计算,利用GEM探测器的原始数据分析了数字法读出的位置分辨率与读出条宽度的关系。结果表明,数字法读出对于位置分辨要求较低( 小于4 mm) 的大面积位置灵敏探测器是一种较好的选择,如CSNS 小角谱仪探测器。Efficient thermal neutron detectors with large area, two-dimensional position sensitive, high counting rate high detection efficiency and low gamma sensitivity are required to satisfy the demands for the China Spallation Neutron Source (CSNS). Compared with the traditional analog readout method, the digital readout method has the advantages of higher counting rate, smaller quantity of data transmission, simpler readout system and higher signal to noise ratio. The theoretical analysis of the digital readout method is reported in this paper. Used the raw data of GEM detector, the relationship between the position resolution and the width of the readout strip was studied. The results indicate that the digital readout method could be a good choice for the large area position sensitive detector where the requirement of position resolution is less than 4 mm, e.g. the detector of Small-Angle Neutron Scattering (SANS) diffractometer of CSNS.     

New Receiving Mode of Extinction for Determining Particle Size and Density without Convex Lens

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｉｆａｌｉｇｈｔｂｅａｍ ｐａｓｓｅｓｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔｍｅｄｉｕｍ ,ｉｔｓｉｎｔｅｎｓｉｔｙｗｉｌｌｂｅｗｅａｋｅｎｅｄｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎｏｆｐａｒｔｉｃｌｅｓ[1] .Ｔｈｉｓｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｉｓｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｓｃａｔｔｅｒｉｎｇａｎｄａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ.Ｔｈｅｓｃａｔｔｅｒｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｗａｖｅｓａｒｅｄｉｆｆｕｓｅｄｉｎｓｐａｃｅａｌ…     

New Receiving Mode of Extinction for Determining Particle Size and Density without Convex Lens

In this article a new receiving mode for scattering light by particle is theoretically discussed. Using this receiving mode the convex lens can be omitted during determining the extinction of particle. Therefore the extinction coefficient of sphere particles is redefined by extrapolating the conventional one. In terms of the calculation results of light scattering the definition of near-field extinction coefficient of a swarm particle is depicted. Through the error analysis it is proved that the error coming from the new definition of extinction coefficient is acceptable for engineering application. In addition, a technique for determining the particle size and density is presented in this article and the advantage using this receiving mode is described.     

北京正负电子对撞机试验束描迹仪的应用

 试验束能提供不同种类、一定动量的单粒子束流。用三个多丝正比室做探测器，采用阴极感应电荷重心读出的方法，由单个多丝室对粒子击中点的二维坐标进行定位，粒子在三个室平面上的二维坐标经拟合后精确地描绘出北京正负电子对撞机试验束单粒子束流的径迹及入射方向。对阴极感应电荷重心读出的理论、实现方法及数据处理做了详细论述，并给出了实验结果。     

二维位置灵敏硅探测器的应用研究

对二维位置灵敏硅探测器进行了239Puα源刻度测试,并在弹性散射实验中使用了二维位置灵敏硅探测器.考察了两种定位方法在实验中与测试中的一致性.测量了二维位置灵敏硅探测器的能量分辨率、位置分辨率和位置畸变.对位置畸变进行了定性理论解释.     

激光测头光束质量分析与控制

建立了光束质量控制的数学模型,提出了一种可定量评价光束质量的参数优化选择方法。针对激光测头进行了两片式光束质量控制光学系统的优化设计,并与光束聚焦控制、准直控制方法进行对比实验。激光结果证明:该优化光束控制系统在测量范围内既保持了光束的均匀性,光斑尺寸较小(光腰尺寸为34 μm),又保证了光束的精细度,有效地抑制了光束质量引入的测量误差,在±5 mm测量范围内,其均方根误差仅为6.3 μm,测量精度明显优于聚焦控制和准直控制系统。     

二维定心激光扫描器及其摆角测量系统的研制

简要介绍了一种二维定心偏转激光扫描器的工作原理和结构设计。对二维摆角的两种不同测量方式的优劣进行了比较,并详细介绍了采用光电位置传感器(PSD)实现摆角测量的系统,包括它的测量原理、光学系统构造和PSD后续信号处理电路。结果表明,所研制的二维定心激光扫描器摆角测量系统可以实现±7.5°的二维摆角和30°圆锥角的大范围扫描,其重复精度为0 05°,分辨率为0 01°。具有快速灵巧、实时性强、工作稳定、抗环境干扰能力强等优点。