X射线探测器课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,*,X,射线探测器,X,射线探测器主要有,3,种类型：,气体电离探测器,闪烁体探测器,半导体探测器,网上有很多参考资料：,X,射线技术论坛：,X射线探测器X射线探测器主要有3种类型：,一、气体电离辐射探测器,工作原理：入射粒子使高压电极和收集电极间的气体电离，,生成的电子离子对在电场的作用下向两极漂移，在收集电极上产生输出脉冲。,惰性气体加少量多原子分子气体的混合气用氙气可增大气体的密度，提高转换效率,脉冲电离室的输出信号所包含的信息,一、气体电离辐射探测器 工作原理：入射粒子使高压电极和收,二、闪烁晶体探测器,闪烁探测器的性能由闪烁晶体和光电二极管阵列性能,以及闪烁晶体与光电二极管耦合工艺决定。,常采用的闪烁体晶体有,CdWO4,（钨酸镉）,、,BGO,(Bi4 Ge3O12,锗酸铋,),、,CsI,(,碘化铯,),等,它们各有优缺点。,二、闪烁晶体探测器闪烁探测器的性能由闪烁晶体和光电二极管阵列,CsI(Tl),价格稍低,发光效率高且光谱与光电二极管匹配较好,但抗辐射能力差,在高能,X,射线照射下,寿命很短,;,BGO,闪烁晶体除价格昂贵外,抗辐射能力太弱,;,CdWO4,闪烁晶体各方面性能较好,目前普遍被高能工业,CT,采用,但,CdWO4,闪烁晶体余辉长,且机械加工性能不好,不宜加工成细长的探测器晶体,价格也昂贵,CsI(Tl)价格稍低,发光效率高且光谱与光电二极管匹配,闪烁晶体探测器原理,闪烁晶体探测器原理,1.CdTe,、,CdZnTe,探测器,CdZnTe,（,CZT,）晶体是一种性能优异的,室温,半导体核辐射探测器新材料。,CZT,晶体是由于,CdTe,晶体的电阻率较低，所制成的探测器漏电流较大，能量分辨率较低，就在,CdTe,中掺入,Zn,使其禁带宽度增加，而发展成了的一种新材料。随,Zn,含量的不同，禁带宽度从,1.4eV,（近红外）至,2.26eV,（绿光）连续变化，所制成的探测器漏电流小，在室温下对,X,射线，,射线能量分辨率好，能量探测范围在,10KeV,6MeV,，且无极化现象。,三、半导体探测器,1.CdTe、CdZnTe探测器CdZnTe（CZT）晶,优点：,原子序数高，禁带宽度大，电阻率高，非常适合探测,10,500KeV,的光子，可以在室温下工作。体积为,1,2cm,3,的晶体可探测能量,1MeV,以上的光子，用于,x,射线、,射线能谱测量,。,对,57,Co,的,122KeV,射线的半宽度室温时为,5.9KeV,。,缺点：,载流子寿命不够大，俘获长度较小，造成电荷收集不完全，能谱性能受限制。,优点：原子序数高，禁带宽度大，电阻率高，非常适合探测105,2.,锂漂移半导体探测器,(,PIN,结,),基体用,P,型半导体,(,因为极高纯度的材料多是,P,型的,),，例如掺硼的,Si,或,Ge,单晶,。,(1),一端表面蒸,Li,，,Li,离子化为,Li,+,形成,PN,结。,(2),另一端表面蒸金属，引出电极。,外加电场，使,Li,+,漂移。,Li,+,与受主杂质,(,如,Ga,-,),中和，并可实现,自动补偿,形成,I,区,。,(3),形成,P-I-N,结，未漂移补偿区仍为,P,，引出电极。,P,N,+,Intrinsic Semi,Front metallization,Ohmic back contact,To positive bias voltage,2.锂漂移半导体探测器(PIN结)基体用P型半导体,为了降低探测器本身的噪声和,FET,的噪声，同时为降低探测器的表面漏电流，锂漂移探测器和场效应管,FET,都置于,真空低温,的容器内，,工作于液氮温度,(77K),。,对,Ge(Li),探测器，由于锂在锗中的迁移率较高，,须保持在低温下,，以防止,Li,+,Ge,-,离子对离解，使,Li,+,沉积而破坏原来的补偿,;,对,Si(Li),探测器，由于锂在硅中的迁移率较低，在,常温下保存,而无永久性的损伤。,3),由于,PIN,探测器,能量分辨率的大大提高,，开创了,谱学的新阶段。,Li,漂移探测器的问题：低温下保存代价很高；漂移的生产周期很长，约,30,60,天。,为了降低探测器本身的噪声和FET的噪声，同时为降低探,X射线探测器课件,四、,CCD,电耦合器件,1.,电荷的储存,以电荷为信号,四、CCD电耦合器件1.电荷的储存以电荷为信号,势阱产生,势阱合并,电荷转移,电荷共有,电荷转移,势阱及电荷转移一个位置。,电荷包的转移是由势阱的不对称和势阱耦合引起的,以电荷为信号,2.,电荷的转移,势阱产生势阱合并电荷转移电荷共有电荷转移,Less than 0.2um,Less than 0.2um,谢谢！,请访问,X,射线技术论坛获取更多相关知识,谢谢！,此课件下载可自行编辑修改，供参考！,部分内容来源于网络，如有侵权请与我联系删除！,此课件下载可自行编辑修改，供参考！,