高探测效率氚测量仪

本文设计的高探测效率氚测量仪是集核探测、电子、信息处理等技术于一体,利用流气式正比计数器,采用先进的微处理器、数据和信息处理技术,具有低功耗、高探测效率的便携式测量仪器。经过应用实验表明,仪器性能指标为:坪长300V,坪斜0.608%/100V,探测下限0.221 Bq·cm-2(测量时间600s),仪器稳定性0.56%/h,仪器变异系数2.88%,探测效率84%(3H源,2π表面发射率1307min-1)。

空间高效多通道反符合探测器系统设计

MeV伽马射线天文台(MeV Gamma Ray Observatory, MeVGRO)是目前在研预计实现对MeV能区伽马射线高分辨、高灵敏度探测的大型空间天文望远镜。反符合探测器(Anti-Coincidence Detector, ACD)作为MeVGRO的有效载荷之一,需要实现带电粒子的高效探测,从而区分空间带电粒子和伽马射线。本文基于硅光电倍增管(Silicon photomultiplier, SiPM)和ASIC (Application Specific Integrated Circuit),设计了一款可以应用于空间的反符合探测器样机,可高效的输出带电粒子的触发信号,兼具大动态范围测量,并对其进行了基线噪声测试、动态范围测试和宇宙线测试。测试结果表明该样机工作稳定、性能良好,实现了动态范围最大到500 pC,各通道的电子学台阶一致性在1.1%以内,最小电离粒子(Minimum Ionizing Particle, MIP)的能谱信噪比优于0.2 c.u.。

大动态范围外延电阻淬灭型硅光电倍增器

外延电阻淬灭型硅光电倍增器(EQR SiPM)的特点是利用硅衬底外延层来制作器件淬灭电阻。为了进一步提高大动态范围EQR SiPM的光子探测效率,并且解决填充因子较低和增益较小等问题,在前期研究工作的基础上研制出微单元尺寸分别为15μm和7μm的EQR SiPM,有源区面积均是1 mm×1 mm。通过改变EQR SiPM的微单元尺寸优化填充因子,有效提高了探测效率与增益;其微单元密度分别是4400个/mm 2和23200个/mm 2,依然保持着较大的动态范围。室温条件下(20℃),工作在5 V过偏压的EQR SiPM至少可分辨13个光电子;15μm和7μm EQR SiPM的增益分别为5.1×105和1.1×105,在400 nm波长下的峰值光探测效率分别达到40%和34%。