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。     

单光电子谱测试中触发方式对比研究

光电倍增管(PMT)单光电子谱测试中触发方式的对比研究对PMT性能刻度具有很强的指导意义。通过搭建自触发、同步触发、异步触发三套测试系统,对比研究不同触发方式对PMT性能刻度的影响。实验结果表明:自触发只可用于初步性能刻度;而异步触发在信号触发频率小于触发门采样频率时,得到多光电子谱,刻度结果远偏离实际值;同步触发方式能更可靠地刻度出更多更精确的PMT参数,是PMT性能刻度的最佳触发方式。     

光电倍增管的光电子幅度谱测试研究

主要介绍光电倍增管的光电子幅度谱（单光电子及多光电子幅度谱）的几种常用的测试方法及用LED光源、EMI的光电倍增管精密测得的单光电子及多光电子谱。同时也介绍了用LED光源测得的单光电子幅度谱及用热发射法测得的暗电流谱的差异,并分析了两种方法测得的幅度谱的差异的主要根源。     

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。     

PMT电源纹波滤除电路设计

针对基于光电倍增管的计数型探测器易受高压电源纹波干扰的问题,探讨了一种抑制纹波的方法.该方法主要是在电源端增设电阻—电容滤波电路,对高压电源纹波进行事先滤波处理.通过光电倍增管的单光电子谱测试、计数率测试及渡越时间分布验证滤波效果,结果表明:利用该方法,电源的纹波得到有效抑制,减少了电源对光电倍增管单光电子测试信号的干...     

基于LED纳秒级脉冲的SiPM阵列监测电路

环形正负电子对撞机（CEPC）电磁量能器（ECAL）原型机的探测单元采用硅光电倍增管（SiPM）作为光电转换器件。由于SiPM具有温度依赖性强和响应速度快的特点,需监测电路产生与SiPM响应速度相匹配的脉冲光激发SiPM,对其增益和动态范围进行监测。本文根据模拟仿真结果,设计了基于双NMOS的驱动电路和相应的控制电路,该电路驱动发光二极管（LED）发射纳秒级窄脉冲光,且强度可调。利用光电倍增管（PMT）测得单路LED发光时域特性,脉冲时间宽度约为10 ns。在CEPC ECAL电子学联测中,SiPM监测电路正常工作,批量测得ECAL原型机中SiPM的增益指标,满足原型机的自检需求。     

基于LED纳秒级脉冲的SiPM阵列监测电路

环形正负电子对撞机(CEPC)电磁量能器(ECAL)原型机的探测单元采用硅光电倍增管(SiPM)作为光电转换器件。由于SiPM具有温度依赖性强和响应速度快的特点,需监测电路产生与SiPM响应速度相匹配的脉冲光激发SiPM,对其增益和动态范围进行监测。本文根据模拟仿真结果,设计了基于双NMOS的驱动电路和相应的控制电路,该电路驱动发光二极管(LED)发射纳秒级窄脉冲光,且强度可调。利用光电倍增管(PMT)测得单路LED发光时域特性,脉冲时间宽度约为10 ns。在CEPC ECAL电子学联测中,SiPM监测电路正常工作,批量测得ECAL原型机中SiPM的增益指标,满足原型机的自检需求。     

时间触发系统用PMT性能测试研究

通过基于Windows XP环境的VME数据获取系统,对MRPC束流实验中时间触发系统(T0)的光电倍增管(PMT)进行性能测试研究.从精确测试获取的PMT单光电子峰的角度出发,依据电荷谱的能量分辨率、峰谷比值、增益等条件确定PMT合适的工作高压.依据时间和幅度信息的匹配关系,对不同入射光子的数据进行挑选,进而改善测试数据的时间分辨.     

光电倍增管参数特点对γ相机固有均匀性的影响

光电倍增管(以下简称PMT)在γ相机中的作用是将闪烁点的光脉冲转换成电脉冲, 并提供闪烁点的位置坐标和能量信号。 γ相机的主要性能指标有:均匀性、线性、分辨率和灵敏度,其中均匀性极易发生变化,在日常使用维护中要定期检查调整。 光电倍增管的参数变化对固有均匀性影响很大,因此,了解γ相机中PMT参数特点及其对固有均匀性的影响很有必要。     

精确测量光电倍增管最大脉冲线性参数的实验研究

李萨如图形法是测量光电倍增管最大脉冲线性参数的常用方法。本工作针对实验室使用李萨如图形法测量光电倍增管最大脉冲线性参数精度不高的问题,提出了使用恒流标定法确定李萨如图形的标准直线,进而给出了精确确定光电倍增管最大脉冲线性参数的方法及应用实例。结果表明：该方法有效降低了由判断标准直线引入的不确定因素,提高了光电倍增管最大脉冲线性参数的测量置信度,为高精度脉冲波形特征参数测量提供了必要的实验依据。     

国产GSO晶体的光产额测量

采用与单光电子相比较的方法测量了国产GSO晶体样品的光电子产额,结果表明,GSO样品的光电子产额及能量分辨率与闪烁体在光电倍增管光阴极面上的放置方式有关,在较好条件下,被测GSO晶体的光电子产额可到2013phe/MeV,对137Cs 661.6keV光峰的能量分辩为FWHM=10.1%.     

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...     

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.     

用单光电子法测试快光电倍增管的时间分辨特性

本文叙述用单光电子法测试快光电倍增管时间分辨的装置和结果。本装置的电子学系统时间分辨小于25ps/道,系统标定值为13.645ps/道。RCA8575的T_(FWHM)为37—56ps,GDB50的T_(FWHM)为35—70ps。     

光电倍增管的校准技术

文章针对在核聚变实验中,激光散射诊断技术的多道脉冲光电接收系统的标准,介绍了光电倍增管的几个有关重要性能的检测方法。这些实验包括光电信号的线性、响应速度、光谱响应,增益随电源电压的变化以及绝对灵敏度的校准。对于使用各种光电倍增管来进行定量测量的工作,本实验方法具有一定的普遍性。     

锂玻璃探测器辐射特性的试验研究

锂玻璃中子探测器具有中子探测效率高的特点,尤其在高热中子注量率条件下,能够迅速得到中子通量数据,为脉冲堆等热中子辐射场的中子通量快速测量提供了一种可行的手段。本文用锂玻璃探测器样机对252Cf中子源进行测试,获得了输出的中子脉冲信号,并计算得出对应的中子脉冲信号的平均电荷量。分析结果表明,锂玻璃探头厚度对中子脉冲平均电荷量有影响,且脉冲平均电荷量及光电倍增管(PMT)增益随电压的变化而变化的趋势基本一致,PMT在较高的工作电压条件下测量得到的中子脉冲平均电荷量更为精确,可信度更高。     

微秒级宽脉冲信号下能输出大于1.5 A线性电流的光电倍增管

测量了CHφT3型光电倍增管配上ST401塑料闪烁体,在波形半宽度约2400ns脉冲光源照射下的电流输出情况,还提供了该光电倍增管与对中子相对不灵敏的晶体CeF3组成探测器应用于宽脉冲γ辐射源测量得到的电流输出情况。结果表明,CHφT3型光电倍增管其饱和电流输出大于3．5A,最大线性电流大于1．5A,暗流小于10nA,是一种在微秒级宽脉冲信号下都可以输出大于1．5A线性电流的大电流光电倍增管,是在大动态范围脉冲测量中,使用多探测器量程衔接时降低不确定度的一种可选方法。     

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。     

基于P89LPC 915微处理器控制的数字化高压电源模块

提出了一种采用微处理器控制的高压电源实现方法.该方案不但实现了电源输出电压的数字化控制,而且还通过MCU的智能化控制对电源的参数进行了有效的改善和补偿,提高了电源的性能.该电源可用于基于光电倍增管的放射性探测仪和其他相关光子探测等仪器中光电倍增管的供电.     

光电倍增管射频电磁辐射敏感性研究

分析了典型光电倍增管的电子束聚焦过程和射频电磁场对其干扰的机理,在此基础上利用脉冲光源和TEM小室设计了一套实验装置,开展了光电倍增管电磁辐射敏感性研究。在实验中通过观察光电倍增管计数率的变化,确定了其存在一个最敏感的干扰角度,找出了在此敏感角度下的干扰阈值和最易受干扰的频率点。最后对光电倍增管的两种电磁屏蔽措施进行了对比,给出了一种较为满意的设计方案,并应用于某型β射线探测器。