基于SOI硅像素探测器的Alpha射线探测装置的研究

发布时间：2021-01-01 13:09

　　SOI（silicon on insulator）技术在高速低功耗、微机械传感器、光电器件等方面具有重要应用,是微电子和光电子领域发展的前沿。作为粒子辐射探测器,SOI属于全耗尽型单片集成技术,是近年来国际上硅像素探测器的主流研究方向。将SOI硅像素探测器与alpha射线成像探测相结合的研究工作是非常有价值的,SOI像素探测器秉承了SOI工艺的高集成度、高速传输、低功耗和抗辐射能力强等优势。使得硅像素探测器有空间分辨率高、能量分辨好以及读出速度快等优点。因此将其用于alpha辐射体的测量必将有广阔的前景。本论文的主要内容就是研究SOI硅像素探测器对alpha放射性成像的测量。鉴于alpha探测对探测器的薄窗要求,将SOI硅像素探测器进行了背入射改造,采用COB（Chip On Board）组装技术将SOI探测芯片直接固定到采集板上。为区分探测噪声与信号,通过电子学实验确定了像素点pedestal道值分布和noise道值的分布,去除了干扰探测的坏像素,也确定了有效信号的探测阀值。最终,通过反复地实验验证,采用241Am源实现了alpha放射性的探测。能够成功实现SOI硅像素探测器对alp... 

【文章来源】：南华大学湖南省

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 研究目的与研究意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究目标与研究内容
第二章 Alpha粒子的探测原理
    2.1 Alpha粒子基础理论与alpha辐射探测器介绍
        2.1.1 Alpha粒子与物质的相互作用
        2.1.2 常规alpha辐射探测器的简介
        2.1.3 硅像素探测器的介绍
    2.2 SOI硅像素探测器的详细介绍
        2.2.1 SOI硅像素探测器的详细介绍及其信号的产生与收集
        2.2.2 SOI硅像素探测器工作系统简介
    2.3 SOI硅像素探测器入射窗对探测的影响
    2.4 本章小结
第三章 SOI硅像素探测器硬、软件的实现
    3.1 SOI硅像素探测器的硬件设计与概述
        3.1.1 SOI探测器背入射改进方案介绍
        3.1.2 子板的设计与COB组装工艺研究
    3.2 SOI硅像素探测器数据获取系统的实现
        3.2.1 母板的FPGA时序控制
        3.2.2 数据获取软件的任务与框架
        3.2.3 PC端数据获取软件的实现
    3.3 本章小结
第四章 SOI硅像素探测器关键工作参数的确定
    4.1 探测器系统运行时的几个重要参数的设置
    4.2 去除SOI芯片中坏像素点与探测器甄别阈值的确定
    4.3 γ 放射源对探测器系统的标定
    4.4 本章小结
241Am源的响应与测试结果分析">第五章 SOI像素探测器对²⁴¹Am源的响应与测试结果分析
241Am Alpha源的测试与结果分析">    5.1 玻璃法制标准²⁴¹Am Alpha源的测试与结果分析
241Am Alpha源的测试与结果分析">    5.2 电镀法制标准²⁴¹Am Alpha源的测试与结果分析
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 SOI像素探测器对alpha辐射体测量的应用前景
    6.3 展望
参考文献
附录 附图
攻读硕士学位期间的学术成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Test of a fine pitch SOI pixel detector with laser beam[J]. 刘义,卢云鹏,鞠旭东,欧阳群.  Chinese Physics C. 2016(01)
[2]SOI像素探测器的COB组装工艺初步研究[J]. 辛虹阳,卢云鹏,刘义,董静,康玺,欧阳群.  核电子学与探测技术. 2015(06)
[3]超声功率对粗铝丝超声引线键合强度的影响[J]. 王福亮,韩雷,钟掘.  中国机械工程. 2005(10)

硕士论文
[1]X射线测厚仪的研究与实现[D]. 娄凤君.兰州大学 2009
[2]氡气测量和测氡仪器的标定技术研究[D]. 朱景良.成都理工大学 2004



本文编号：2951348