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oe1(光电查) - 科学论文

9 条数据
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  • 为SOI像素探测器开发新型高速读出系统

    摘要： 我们正在为绝缘体上硅（SOI）像素探测器开发新型高速读出系统。该SOI探测器是基于0.2微米FD-SOI CMOS工艺的单片辐射成像探测器。此前我们采用Xilinx Virtex-4/5 FPGA读出板为该探测器服务，并为此开发了诸多功能?？?。但由于Virtex-4/5 FPGA现已停产，且无法满足当前需要大面阵像素实现超过1kHz高速成像的实验需求，我们开始基于Xilinx Kintex-7 FPGA评估板KC705研发新型高速读出系统。新系统在此评估板上实现了与旧环境向后兼容的数据采集架构，并针对显微CT等实际应用开发了多项功能。该系统在连续数据采集模式下可实现42.6万像素探测器95.3帧/秒的传输速度，在最高速模式下可达762.5帧/秒。本文详细介绍了这套新型读出系统。

    关键词： X射线成像、绝缘体上硅（SOI）、现场可编程门阵列（FPGA）、数据采集（DAQ）、像素探测器

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • [IEEE 2017 MIXDES - 第24届国际集成电路与系统混合设计会议 - 波兹南，波兰（2017年6月22日-2017年6月24日）] 2017 MIXDES - 第24届国际集成电路与系统混合设计会议 - 单光子计数像素探测器中消除电荷共享效应的算法

    摘要： 本文分析了带电粒子径迹测量中像素探测器击中分配的各类算法。这些算法旨在补偿电荷共享效应，提高探测效率与分配精度。研究共对比了三种算法的性能：标准单阈值计数法（STC）、压缩感知算法（CS）和模式识别算法（PR）。仿真结果表明，在噪声和电荷共享效应影响下，CS与PR算法相比STC方法能实现更高的探测效率和更优的分配精度。

    关键词： 像素探测器、击中分配、电荷共享

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 微六角腔像素探测器在气体放电模式和雪崩模式下的运行与性能

    摘要： 微六边形腔面板（??Hex）是一种新型气体微结构粒子探测器，由密集排列的共面六边形像素阵列构成，每个像素单元均可独立探测电离辐射。该探测器是继等离子体面板探测器和微腔探测器之后的第二代产品，目前正研发为一种可扩展、具备纳秒级快速计时功能且气密性良好的气体径迹探测器，其计数率能力超过10万次/平方厘米。本文报道的器件采用16×16像素阵列设计，单个六边形单元边对边尺寸2毫米、深度1毫米，嵌入1.4毫米厚的玻璃陶瓷晶圆中。单元壁为金属化阴极，通过导电通孔连接高压总线。阳极是直径457微米的小型金属圆盘，采用丝网印刷工艺附着于上基板。探测器充入工作气体至近1个大气压后通过截止阀密封。该器件既可在雪崩模式下运行，也可作为气体放电装置使用，产生的信号幅度从毫伏级到伏特级不等，上升时间约1-3纳秒。通过在每个像素点的高压总线上设置高阻抗猝灭电阻，实现了放电模式运行。测试表明，每个独立像素均表现为隔离式探测单元，对放射源发射的β粒子和宇宙射线μ子均具有较高的单像素本征探测效率。观测发现，在无气体流动条件下，该探测器能以超过30万次/平方厘米的击中率连续多日稳定运行于雪崩模式。研究报道了像素隔离度、时间响应、探测效率、击中率及速率稳定性等参数的测量结果。

    关键词： 基于气体的辐射探测器、粒子探测器、像素探测器

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 25 Gb/s 直接调制宽调谐1.3微米双波长DFB激光器用于太赫兹通信

    摘要： 本文介绍了一种名为UFXC32k的读出集成电路，专为X射线成像应用中的混合像素半导体探测器设计。该芯片采用130纳米CMOS工艺制造，在9.64毫米×20.15毫米的区域内集成了约5000万个晶体管。其核心是由间距75微米的128×256方形像素矩阵构成，每个像素包含电荷灵敏放大器、整形电路、两个鉴别器和两个14位纹波计数器。模拟前端电路可处理正负极性（空穴与电子）的传感器信号。UFXC32k芯片通过倒装焊与硅像素传感器连接，并经过X射线辐射全面测试。标准设置下测得的等效噪声电荷为123电子均方根值（峰值时间40纳秒），单像素功耗26微瓦。得益于各像素独立工作的微调?？椋淙攵思扑愕贸龅挠行У髡箍斫?电子均方根值，增益展宽为2%。单像素最大计数率主要取决于有效CSA反馈电阻，前端死时间可低至85纳秒。连续读出模式下，用户可通过选择各像素的读出位数来优化帧率——例如以200MHz时钟频率读取2比特/像素时，帧率达23kHz。

    关键词： X射线成像、像素探测器、匹配、单光子计数

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于非线性多模干涉的超快光纤激光器中的矢量特性

    摘要： 本文介绍了一种名为UFXC32k的读出集成电路，专为X射线成像应用中的混合像素半导体探测器设计。该采用130纳米CMOS工艺制造的集成电路，在9.64毫米×20.15毫米面积内集成了约5000万个晶体管。芯片核心是由间距75微米的128×256方形像素矩阵构成，每个像素包含电荷灵敏放大器、整形电路、两个鉴别器和两个14位纹波计数器。模拟前端电路可处理正负极性（空穴与电子）的传感器信号。UFXC32k芯片通过倒装焊与硅像素传感器键合，并已完成X射线辐射特性测试。标准设置下测得等效噪声电荷为123 e?均方根值（峰值时间40纳秒），单像素功耗26微瓦。得益于各像素独立工作的微调?？?，输入端有效失调电压展宽仅9 e?均方根值，增益展宽2%。单像素最大计数率主要取决于有效CSA反馈电阻，前端死时间可低至85纳秒。连续读出模式下，用户可通过选择各像素的读出比特数来优化帧率——例如以200MHz时钟频率读取2比特/像素时，帧率达到23kHz。

    关键词： 单光子计数、像素探测器、匹配、X射线成像

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 采用原子层沉积氧化铝对MCz硅上AC耦合n-in-p像素探测器进行加工

    摘要： 我们报道了在磁控直拉硅衬底上制备电容耦合（交流）n+-in-p像素探测器的研究。我们的器件采用原子层沉积（ALD）生长的氧化铝（Al2O3）薄膜作为介质和场绝缘层，替代常用的二氧化硅（SiO2）。早期研究表明，Al2O3薄膜具有高负氧化物电荷特性，因此可替代像素间的p-stop/p-spray绝缘注入层。此外，由于其高介电常数，Al2O3能提供远高于SiO2的电容密度，从而实现更高效的像素电容耦合。研究还采用金属氮化钛（TiN）偏置电阻替代穿通或poly-Si电阻。通过电容-电压、电流-电压测试以及2 MeV质子微探针对所得器件进行表征，结果显示Al2O3介质具有预期的强负电荷特性、像素大面积区域均匀的电荷收集效率以及可接受的漏电流密度。

    关键词： 电容耦合，氧化铝，原子层沉积（ALD），像素探测器

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • [IEEE 2019年国际智能系统与创新技术会议(ICSSIT) - 印度蒂鲁内尔维利(2019.11.27-2019.11.29)] 2019年国际智能系统与创新技术会议(ICSSIT) - 水泵应用中的太阳能光伏板重构

    摘要： 本文介绍了一种名为UFXC32k的读出集成电路，专为X射线成像应用中的混合像素半导体探测器设计。该芯片采用130纳米CMOS工艺制造，在9.64毫米×20.15毫米的面积内集成了约5000万个晶体管。其核心是由间距75微米的128×256方形像素矩阵构成，每个像素包含电荷灵敏放大器、整形电路、两个甄别器和两个14位纹波计数器。模拟前端电路能处理正负极性（空穴与电子）的传感器信号。UFXC32k芯片通过凸点键合与硅像素传感器连接，并经过X射线辐射全面测试。标准设置下测得等效噪声电荷为123 e?均方根值（峰化时间40纳秒），单像素功耗26微瓦。得益于各像素独立工作的微调?？椋淙攵擞行У鞯缪拐箍斫? e?均方根值，增益展宽为2%。单像素最大计数率主要取决于有效CSA反馈电阻，前端死时间可低至85纳秒。连续读出模式下，用户可通过选择每个像素的读出位数来优化帧率——例如以200MHz时钟频率读取2比特/像素时，帧率达23kHz。

    关键词： 单光子计数、像素探测器、匹配、X射线成像

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • [IEEE 2019年光子学前沿研讨会(WRAP) - 印度古瓦哈提(2019.12.13-2019.12.14)] 2019年光子学前沿研讨会(WRAP) - 双击穿点激光诱导空化气泡动力学研究

    摘要： 本文介绍了一种名为UFXC32k的读出集成电路，专为X射线成像应用中的混合像素半导体探测器设计。该芯片采用130纳米CMOS工艺制造，在9.64毫米×20.15毫米的面积内集成了约5000万个晶体管。其核心是由间距75微米的128×256方形像素矩阵构成，每个像素包含电荷灵敏放大器、整形电路、两个甄别器和两个14位纹波计数器。模拟前端电路可处理正负极性（空穴与电子）的传感器信号。UFXC32k芯片通过凸点键合与硅像素传感器连接，并经过X射线辐射全面测试。标准设置下测得等效噪声电荷为123 e?均方根（峰化时间40纳秒），单像素功耗26微瓦。得益于每个像素独立工作的微调?？?，输入端有效失调电压展宽仅为9 e?均方根，增益展宽为2%。单像素最大计数率主要取决于有效CSA反馈电阻，前端死时间可低至85纳秒。连续读出模式下，用户可通过选择每个像素的读出位数来优化帧率——例如以200MHz时钟频率读取2比特/像素时，帧率达23kHz。

    关键词： X射线成像、像素探测器、匹配、单光子计数

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 具有p型衬底多结结构的全耗尽SOI像素探测器

    摘要： 提出了一种具有p型衬底多结结构的完全耗尽绝缘体上硅（SOI）像素探测器，以降低二极管电容并改善SOI电路与传感器之间的有效屏蔽。通过分别对埋入式p阱（BPW）和埋入式n阱（BNW）施加偏置电压，实现衬底中SOI电路与传感器的屏蔽。BPW施加偏压以抵消背栅效应。采用深度BPW形成电子势垒阻止BNW中的前向-后向漏电流，同时形成的横向电场可加速空穴向p+电荷收集区运动。仿真结果表明该像素在完全耗尽条件下可实现设计目标，电荷收集区的电容得以降低，其主要取决于电荷收集区/BNW结区特性。

    关键词： 全耗尽、电容、绝缘体上硅（SOI）像素探测器、串扰

    更新于2025-09-10 09:29:36