碲鋅鎘像素陣列核探測器及其電子學設計.pdf

1、碲鋅鎘(CdZnTe，CZT)核輻射探測器是一種新型三元化合物半導體探測器，具有能量分辨率高、本征探測效率好、禁帶寬度大、電阻率高、體積小、重量輕、可在室溫下使用等優(yōu)點，可廣泛應用于X、γ射線成像裝置中，在國防、天體物理研究、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療成像等領域有著廣闊的應用前景。CZT探測器近年來倍受人們的關注，已成為世界各國研究的前沿熱點。
　　本文分析和總結了近年來國內(nèi)外研究學者在CZT核輻射探測技術領域的最新進展，對CZT像素陣列核輻

2、射探測成像系統(tǒng)進行了研究，主要研究工作如下：
　　①以CZT像素陣列核輻射探測器為研究對象，分析了工作原理及其CZT晶體的特性，討論了CZT像素陣列核輻射探測成像系統(tǒng)組成。
　?、卺槍ZT像素陣列核輻射探測器輸出信號特點設計讀出電路。討論了CZT像素陣列核探測器件用電荷靈敏前置放大器的參數(shù)指標，研究分析了電荷靈敏前置放大器對核脈沖信號的響應特性，確定了成像系統(tǒng)的電荷靈敏前置放大器。進一步根據(jù)電荷靈敏前置放大器輸出信號的特性

3、，完成了整形放大器電路的設計；其主要由放大電路、極零相消電路、直流偏置校正電路、Sallen-Key濾波電路、50?線性驅動電路和電源濾波電路構成，最后進行了電路的測試。結果表明，整形放大器能夠使不規(guī)則脈沖信號變換成標準的準高斯脈沖信號，滿足系統(tǒng)要求。
　?、蹖ZT像素陣列核輻射探測成像系統(tǒng)進行了性能測試，實驗在中國人民解放軍第三軍醫(yī)大學輻射中心實驗室進行，采用了662keVCs137伽瑪源測試了CZT探測器的能量分辨率及峰值效

4、率。實驗結果表明，探測器整體能量分辨率較高，各像素能量分辨率主要分布在6.25％～7.5%，各像素峰值效率主要分布在65%～72.5%，像素的峰值效率集中在67.5%左右。
　　④采用Cs137圓形放射源進行了探測系統(tǒng)的成像實驗，并通過調制傳遞函數(shù)對成像系統(tǒng)進行了評估。實驗結果表明，CZT像素陣列核輻射探測成像系統(tǒng)能夠探測獲得較好的Cs137圓形放射源圖像。由于噪聲、系統(tǒng)影響，圖像存在一定的擴散現(xiàn)象。
　　⑤采用Lucy-R