用于In-Beam TOF-PET的时间校正系统

设计和构建了用于In-Beam TOF-PET时间校正的定时系统。该系统是由1对BaF2(φ40mm×45mm)晶体耦合到光电倍增管XP2020Q和标准核电子学插件构成。经测试,系统对511keVγ射线测量的最佳符合时间分辨达576ps。对光电倍增管、信号读取方式、定时放大器以及甄别器等对该定时系统时间分辨的影响进行了测试分析。结果表明:从光电倍增管打拿级引出信号的读取模式的系统分辨率最佳;光电倍增管类型,尤其是它的上升时间和电子渡越时间对定时系统性能影响较大。光电倍增管的上升时间和电子渡越时间越短,其定时性能越好。系统的定时性能也与电子学插件的组合有关。

符合测量实验方法研究

讨论研究了符合测量实验的有关问题 ,提出实验过程中的几个方法和技巧 .

用于符合测量的多通道符合计数器

符合测量在量子光学实验中有着重要的应用,它可以用于测量纠缠光子对和单光子干涉等实验。在使用过程中,经常用到三通道或更多通道的符合测量,这种情况下简单的门电路无法满足使用要求,而现场可编程门阵列(FPGA)为实现低成本、小体积的多通道符合计数系统提供了解决方案。同时,基于FPGA的多通道符合计数系统还可以提供ns精度的符合分辨时间,避免本底光噪声对探测器的影响,从而有效抑制偶然符合,进一步提高了多通道符合计数系统的性能。本文介绍了基于FPGA的多通道符合计数器,并实验测量了单光子探测器信号的符合计数。

用于PET的丝室信号恒比定时器

根据ＰＥＴ用丝室信号的特点，设计和实现了一种恒比定时器电路，该丝室及定时电路的双光子符合时间分辨率达到１９ｎｓ。

基于SiPM的乳腺专用PET探测模块研制与评价

基于单点型硅光电倍增管(Si PM)与LYSO闪烁晶体,研制了一种新型乳腺专用PET探测模块,并对其性能进行研究。该探测模块采用28×28根1.9 mm×1.9 mm×15 mm的LYSO晶体组成阵列,与8×8个单点型Si PM组成的阵列通过光导耦合,所产生的脉冲信号分别经过模拟、定时电路处理后送入高速采样电路完成信号处理。该探测模块能够实现1.9 mm位置分辨,12.73%平均能量分辨以及2.66 ns双探头符合时间分辨,具有较好的分辨性能,能够满足乳腺专用PET成像的设计需求。

无机闪烁体性能测试方案研究

为满足诸如大型对撞机实验探测器研制、空间载荷量能器等大科学工程和新型医疗影像设备TOF-PET对闪烁体的筛选需求,对闪烁体的闪烁性能(发射光谱、光输出、能量分辨率、衰减时间、余辉以及符合时间分辨率等)进行了研究,并针对不同闪烁体样品的测试需求设计了一整套完整的无机闪烁体性能测试方案。在发射光谱测试中选择了不同的激发源进行对比测试,对能量分辨率与符合时间分辨等闪烁性能的测试条件进行优化,并成功应用于热门闪烁体掺杂铈的硅酸钇镥(LYSO:Ce)和钆铝镓石榴石(GAGG:Ce)的性能研究中,取得了较好的测试结果。

基于反馈调节的闪烁脉冲稀疏量化电平方法

PET探测器采用SQL采样电路对闪烁脉冲进行处理,可固定量化电平。零点噪声引起的电平翻转导致电压比较器长时间非正常发热,无法设置较低的量化电平,限制了探测器符合时间分辨率的提高。文中提出一种基于反馈调节的闪烁脉冲处理方法,该方法通过使用三极管饱和状态下的开关特性,对SQL量化样本进行反馈调节。利用延迟元件对量化样本进行延迟同步,产生可以随样本逻辑电平变化的量化电平,避免了零点噪声对SQL采样电路的影响。实验结果表明,在相等时间内,优化的SQL采样电路的采样量比原SQL采样电路的采样量减少了29%,符合时间分辨率提升了179.3 ps,有效减少了PET探测器无用功耗,提高了PET系统的符合时间分辨率。