基于位置灵敏探测器的电子学系统的研制

发布时间：2024-03-05 00:43

　　在空间探测和中子打靶实验中都需要探测带电粒子的入射位置信息和能量信息,根据位置灵敏探测器的特性,本文研制了位置灵敏硅探测器的电子学读出系统,对探测器的位置分辨和能量分辨能力进行了初步测试,并采用蒙特卡罗方法模拟了探测器厚度、面积和入射电子能量、角度四个因素对位置灵敏探测器位置分辨的影响。主要内容包括:位置灵敏探测器的结构及原理、前置放大电路的设计、电路仿真、PCB电路板设计与测试、采集系统的调试、探测器位置性能测试,仿真模拟了探测器厚度、探测器面积、带电粒子入射能量、入射角度对探测器位置分辨的影响。探测器的电子学读出系统即放大电路系统和采集系统是决定探测器探测结果好坏的重要影响因素,在对探测器小信号放大和信号采集方面具有重要作用。本文设计的探测器电子学读出系统初步满足实验需求。经过测试,通过电子学读出系统可以成功读出²⁴¹Am发散出的α粒子击打在位置灵敏探测器上产生的电信号,并且初步测得探测器在x轴和y轴的位置分辨有效率分别约为83%和76%,能量分辨率约为4.5%。采用FLUKA模拟软件,以电子为研究对象,分析了电子入射能量、方向和探测器的厚度、灵敏面积等因素对...

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.1一维位置灵敏探测器工作示意图

核探测器系统概述5图2.1一维位置灵敏探测器工作示意图如图2.1所示，设坐标原点为PSD中心点，光入射点位置与原点的距离设为X，与电极X1和X2输出电流的关系为：Ix1=LX2XLX·IX(2.1)Ix2=LX2+XLX·IX(2.2)由式（2.1）（2.2）可得X=Ix2Ix1....

图2.2MSPSDDL04-300双横向PSD的四个电极在两个表面上成直角分布，上面设置两个相对电极，

核探测器系统概述6图2.2MSPSDDL04-300双横向PSD的四个电极在两个表面上成直角分布，上面设置两个相对电极，而背面则把底部电极分为Y1和Y2两个相对电极（如图2.3所示）。在为PSD提供偏置电压时，增强内部电场，使带电粒子入射探测器产生的电子空穴对在电场的作用下加速向....

图2.3双横向位置灵敏探测器结构示意图

核探测器系统概述6图2.2MSPSDDL04-300双横向PSD的四个电极在两个表面上成直角分布，上面设置两个相对电极，而背面则把底部电极分为Y1和Y2两个相对电极（如图2.3所示）。在为PSD提供偏置电压时，增强内部电场，使带电粒子入射探测器产生的电子空穴对在电场的作用下加速向....

图2.4放大电路基本组成

核探测器系统概述7以PSD中心点为坐标原点，入射点位置信息与电极X和Y输出电流的关系为：x=Ix2Ix1Ix1+Ix2·Lx2(2.4)y=Iy2Iy1Iy1+Iy2·Ly2(2.5)因此，只需要测得上下两块电极输出的电流信号幅度就可以计算出光束或者带电粒子入射在探测器上的二维位....

本文编号：3919417