利用二维平台扫描系统研究光电倍增管阴极位置响应

大型高海拔空气簇射观测站(LHAASO)计划中的各种探测器将使用几万只光电倍增管测量探测器收集到的光子数,光电倍增管阴极位置响应的均匀性是影响探测器能量分辨的重要因素之一.为此搭建了由步进电机驱动的二维扫描平台控制LED光源,逐毫米扫描光电倍增管光阴极,测量光源照射光阴极不同位置时的阳极输出信号.实验中对多种候选光电倍...     

光电探测器件的单光电子谱数据获取

在常规光电器件性能研究中,测试光电倍增管(Photomultiplier Tube,PMT)的单光电子谱(Single Photoelectron Spectra,SPE)系统一般是采用基于VME和NIM机箱的电荷数字转换器(Charge-to-DigitalConverter,QDC)和时间数字转换器(Time-to-Digital-Converter,TDC)电子学插件等,而测试硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier,SiPMT)的系统则倾向于使用基于快速模数转换器(Flash-Analog-to-Digital-Converter,FADC)的便携式桌面机电子学。本文基于相同型号的20吋PMT和SiPMT对比测试,通过比较PMT的性能参数(增益、峰谷比、相对探测效率和能量分辨率等)测试结果,从硬件配置和软件分析等方面深入比较两套数据获取系统的异同,明确使用FADC的一些必要操作过程和数据分析方法。实验结果表明:便携式的FADC系统,可以和基于VME机箱的QDC系统一样,可实现对PMT工作于脉冲模式的阳极信号精确测试,但性能各有优劣。     

基于FPGA的单光子脉冲信号发生器设计

针对光电倍增管(Photomultiplier Tube,PMT)批量测试实际需求和单光电子谱精确测试光源的要求,通过对光电倍增管性能测试系统进行分析,设计制造了一种多通道输出可调的脉冲信号发生器的控制板,可用于光电倍增管单光电子谱的性能测试。该脉冲信号发生器在上升时间、下降时间等参数性能方面优于目前测试系统采用的商用信号源RIGOO-DG5352 350 MHz。用此脉冲信号发生器对光电倍增管进行单光电子测试,其输出信号能满足单光子测试的基本要求,利用其多路信号输出的特点,通过性能扩展即可用于光电倍增管的批量测试。     

GDB-37,GDB-38型光电倍增管

GDB-37和GDB-38型光电倍增管是我国目前唯一的外径为40毫米的双碱阴极材料的光电倍增管。这两种管子具有半透明K_2CsSb材料的端面窗光阴极,光阴极有效直径34毫米;光谱响应范围3000—6500埃;峰值波长4200埃左右;倍增系统分别为9个(GDB-37)和11个(GDB-38)锑碱盒栅型倍增极;外形长度为110和120毫米。耐振动、耐冲击性能好。在经过频率为50赫芝,加速度为8g,水平和垂直方向各振动半小时后,电气参数仍无明显变化。最大耐冲击加速度为20g。它们的主要性能见表     

GDB-30型光电倍增管耐高温性能的测试

随着石油测井技术的发展,井下仪器也不断更新,对耐高温光电倍增管的需求与日俱增。GDB-30型光电倍增管就是一种耐高温的具有半透明SbKNa端面窗光电阴极的光电倍增管。其光电阴极有效直径为23mm,光谱响应范围为3000—6500A,峰值波长4000A,有11级铜铍材料的盒栅型倍增极,管子外径为28mm,总长度为120mm。GDB-30型高温光电倍增管高温性能稳定,结构牢固,耐振动冲击性能良好,是一种较     

用于In-BeamTOF-PET的时间校正系统

设计和构建了用于In-BeamTOF-PET时间校正的定时系统。该系统是由1对BaF₂( 40mm× 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511keV γ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。     

BESⅢ飞行时间探测器电子学中的光电倍增管测试

讨论了北京谱仪(BESIII)飞行时间探测器(TOF)前端电子学的物理需求.因光电倍增管信号为前端电子学实际使用,而以光电倍增管信号作为信号源测试电子学性能是一种方便易行的方法,所以本文采用光电倍增管信号作为信号源测试电子学的性能.测试结果表明现行设计的电子学性能已达到BESⅢ飞行时间探测器对电子学的预期目标.     

双碱光阴极PMT对红外光的响应特性

在传统光电探测领域,双碱光阴极光电倍增管(Photomultiplier Tube,PMT)的光谱响应范围一般在300 700 nm,因此波长大于700 nm的红外光常被用作此款PMT生产或者测试过程中的背景光。然而在用红外发光二极管(Light Emitting Diode,LED)做PMT系统标定时发现PMT产生了红暴现象。其原因可能有两种:一是系统标定所用的红外LED存在白光光谱范围的杂散光;二是双碱光阴极PMT对红外光的微弱响应。本文通过设计实验,用红外激光管干扰双碱光阴极PMT的单光子状态,证明双碱光阴极PMT确实对红外光有响应,并对不同生产工艺制备的双碱光阴极PMT的红外响应特性进行了评估。     

在闪烁能谱仪中作为参考光源使用的兰光二极管

本文介绍了使用兰光二极管的闪烁能谱仪稳定系统的性能。在温度为0°—35°C和计数率变化显著的条件下,该系统的长期稳定性可达到±0.1％。概述发光二极管(LED)被广泛用作参考源,这是因为它们是一种很方便的快脉冲光源,可用于检查、监测和稳定光电倍增管和闪烁能谱仪的性能。在闪光稳定中用LED作为参考光源时,必须考虑闪光单元本身的稳定性:LED光源的长期和短期稳定性,LED的温度系数,以及温度对LED光谱和光电倍增管光阴极的光谱响应的影响(光阴极的响应包括对物理光——闪烁和参考光的响应)。     

几种大面积光电倍增管的分辨率和稳定性

在能谱测量装置中,要求光电倍增管有好的能量分辨率和好的时间稳定性。特别是测量低强度的γ光子或电子时,长时间的测量更要求光电倍增管有好的稳定性。为了建立全吸收契伦柯夫谱仪装置,我们对几种大面积光电倍增管作了调试和选择实验。实验中把3″×3″NaI(TI)晶体耦合到光阴极,用~(137)Cs源的0.661MeVγ光子照射,将光电倍增管的输出脉冲输入4096道幅度分析器,进行脉冲幅度分析。对不同类型管子的测     

电流型门控光电倍增管时间性能实验研究

光电器件门控技术是辐射脉冲选择测量的关键技术之一.本文主要讨论电流型光电倍增管的控制方法,研究了光电子通路门控电路,设计了模拟实验装置,给出了电流型门控倍增管性能的实验测量结果;开关延迟时间300ns,上升时间1200ns,总开关时间1500ns,消光比1000:1.     

液闪TDCR测量装置研制

介绍了新建液闪活度绝对测量装置,该装置应用液闪三管两管符合比（TDCR）测量原理对β放射性核素活度进行测量。装置由3个光电倍增管及自制的散焦分压线路组成。通过改变光电倍增管的聚焦来改变探测效率,测量了³H放射源活度并进行了不确定度分析及讨论,TDCR测量结果与标定值在0.9%内符合,合成标准不确定度为0.6%（k=1）。     

基于温度补偿的多通道MPPC增益稳定性及一致性研究

硅光电倍增管(Si PM)作为一种新型光电转换器件,与传统的光电倍增管(PMT)相比有工作电压低、功耗小、集成度高、抗磁场等优点。多像素光子计数器(MPPC)作为Si PM中的一种,本文研究了一种4×4通道MPPC(Hamamatsu,C11206-0404FB(X))的基本性能。作为多通道的光电探测器件,首先研究了相对增益随偏压、工作温度的变化关系,并通过加入温度补偿的办法保持了相对增益(电荷谱峰位)的稳定性;研究了各通道相对增益的差异性,然后通过调整各通道偏置电压实现了各个通道相对增益的一致性。在4×4各个通道增益一致性和稳定性得到满足的情况下,此种MPPC可以很好地使用在闪烁体二维位置分辨探测器的读出电路中。     

大面积位置灵敏中低能中子谱仪的时间刻度系统的研究

在利用飞行时间法测量中子位置和能量的大面积位置灵敏中子谱仪的研制过程中,提出了利用“绝对时间差”刻度的方法来测量各个电子学的相对时间,系统研究了对光电倍增管时间分辨影响的因素,其中包括光源的种类、光源的发光时间等,并得到使光电倍增管的时间分辨达到最佳60ps的实验条件。     

太阳γ射线谱仪的高能端电子学读出系统原型设计

大面积太阳γ射线谱仪(Large Area Solar Gamma-ray Spectrometer,LASGA)是一台计划搭载在中国空间站上的高能辐射探测器,用于探测10 ke V-2.5 Ge V的太阳X/γ射线。LASGA的量能器由溴化镧闪烁晶体阵列构成,采用双端读出的方式扩大其动态测量范围;高增益端采用光电倍增管(Photomultiplier Tube,PMT)、低增益端采用光电二极管(Photodiode,PD)读出。由于PD对光电子没有放大能力,为了提高信噪比,LASGA的低增益端需要搭配低噪声的读出电子学系统。针对LASGA对前端电子学的要求,使用挪威IDEAS公司的电荷测量芯片VA140设计了多通道(128通道)、低噪声电子学原型系统,完成了其性能测试。测试表明,在室温下电子学系统的噪声水平为600e-@0 p F,在0-200 f C范围内有良好线性,保证单个溴化镧单元能够线性测量到250 Me V,满足项目要求。该电子学读出系统不仅适用于光电二极管等光电转换器件的读出,也可用于大面积的硅微条探测器。     

EMI光电倍增管

(一)光电倍增管介绍本文主要供对光电倍增管了解不多的人员以及非电子学领域的专业人员参考。这些资料,使使用者能在应用时,选择最合适的管子,并对设备的局限性有一个基本的了解。下述的资料也包括辅助电路的设计和对电源的要求。 1.工作原理光电倍增管的构造通常可细分为:光电阴极、电子光学输入系统、二次发射倍增器和阳极。端窗式光电倍增管中,光电阴极置于管窗内侧,呈半透明状。另一牧集系统装在玻璃罩内的一定距离处,它有一个不透明阴极。早期     

光电倍增管的噪声模型

光电倍增管作为一个高灵敏的检测器．能够在来自阴极的单个光电子脉冲这样低的检测水平下工作。也就是说．在一个给定的时间间隔里输出脉冲的计数提供了光子撞击光阴极速率的测量。在这种情况下．光电倍增管本身的噪声变得更加重要了。着重讨论了光电倍增管的噪声来源,噪声特征及噪声模型。     

光电倍增管时间特性的测试

在使用光电倍增管前,人们总希望寻找一种简便可靠的方法,来测量它的时间、幅度性能。我们找到了一种较理想的δ光源——FX210(或FX280)氙闪光管。它不仅可作为光电倍增管幅度监测,而且还可作为时间测量的δ光源。本文则介绍利用它测量几种光电倍增管的时间分辨率。     

光电倍增管老练对稳定性的影响

在闪烁计数、能谱分析和一些精密的光度测量中,光电倍增管的工作稳定性是很重要的。光电倍增管的稳定性实质上是光电倍增管的增益随时间的漂移——疲劳效应。产生疲劳效应的因素很多,一般与阴极倍增极材料、制造工艺、环境温度、使用条件及测量仪器精度等有关。实验证明,光电倍增管除了通过选取材料、改进制造工艺及选择最佳工作条件以提高其工作稳定性外,用老练的方法对部分管子克服疲劳效应改善工作稳定性是有一定成效的。     

亚ns锁模激光测量光电倍增管时间特性

光电倍增管的时间特性是表征光电倍增管性能的一项重要参数。时间特性不仅在激光等离子体诊断,中子、α粒子飞行时间能谱测量等有特殊意义,而且在核物理测试中,原子、分子荧光衰减时间的测量以及光通讯、光学信息测试、光子统计学中都相当重要。