钙钛矿X射线探测器的前置放大电路设计

发布时间：2024-06-08 06:35

　　利用X射线高穿透性的探测方式能够对材料内部进行成像,因此X射线探测在安防安检、工业探伤和医疗诊断等众多领域得到了广泛应用。使用直接探测成像的数字化平板探测器已经成为实现高空间分辨率X射线成像的首选技术手段。以MAPbX₃(MA=CH₃NH₃,X=Cl,Br,I)为代表的卤素钙钛矿具有比商用非晶硒(α-Se)平板探测器更好的稳定性、更高的灵敏度以及易低成本制备大面积器件等优势,极有希望代替α-Se成为下一代X射线直接探测材料。数字化探测的必要条件是对探测器所得信号进行模数转换,以实现计算机识别。由于探测器对X射线的响应十分微弱(典型值为百皮安量级),因此在进行模数转换之前,应使用前置放大电路来放大探测器的输出信号,以确保放大之后的信号在随后的传输过程中不会被噪声淹没,同时也满足模数转换对数据幅值大小的要求(典型值为毫伏量级)。本文对钙钛矿X射线探测器的前置放大电路进行研究,完成前置放大电路设计,实现对钙钛矿X射线探测器输出信号的放大,使得探测所得电信号易于被后端电路接收并进行下一步数据处理。本文从X射线探测的基础理论出发,...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1X射线发生器示意图

图1-1X射线发生器示意图波长范围在0.001~10nm之间电磁波力学理论，单个X光子的能量可由E=hv，数值为6.62610-34Js，v为光子能量和其自身频率成正比，而频率和一般意味着越短的波长。由于X射线能呈正相关的关系，而电子撞击靶材....

图1-2电磁波谱示意图

图1-2电磁波谱示意图X射线的特性主要有以下三个方面[1]：（1）物理特性。X射线拥有对物体极强的穿透力，而且由于部分X射线在穿透物体的过程中会被吸收，因而使X射线产生衰减。类似于可见光，作为一种电磁波的X射线同样具有反射、衍射和干涉等光学特性现象。（2）化学特....

图1-3X射线图像板（IP板）成像系统（引用自文献[20]

图1-3X射线图像板（IP板）成像系统（引用自文献[20]）相比增强屏而言，图像板对X射线的吸收机理与其相似，不同之处在于图像板实现了探测信号的数字化输出，在成像性能方面，具有更大的动态范围、更低的检测极限。然而，先潜影再显影的工作模式决定了图像板系统不能进行实时成像....

图1-4数字化X射线探测系统示意图

像中，闪烁体的荧光信号会互相干扰，降低成像的空间分辨率于偏置电压的作用，电荷信号在传输过程中的扩散很小，因而高的空间分辨率。然而，α-Se也存在着十分明显的本质缺点：由于较小的原子序数（34）而变得很弱；灵敏度低（<300μCG500nGy/s）；所需的偏置电场很大（10....

本文编号：3991603