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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 氙离子探测中硅与碳化硅探测器的特性

    摘要： 本文展示了硅（Si）和碳化硅（SiC）探测器在氙（Xe）离子束辐照下的研究结果。实验在杜布纳联合核研究所（JINR）的IC-100回旋加速器上进行。研究表明：对于能量为165、82和45 MeV的Xe离子，碳化硅探测器记录时的脉冲高度亏损（PHD）效应是硅探测器的两倍；同时发现，经重离子Xe辐照后，碳化硅探测器的性能退化剂量比硅探测器高出约一个数量级。文中描述的测量方法（包括通过α粒子对探测器进行连续校准）可在辐照过程中同步监控探测器特性并测定离子束能量。

    关键词： 抗辐射探测器、重离子探测器、固态探测器、伽马探测器（闪烁体、碲锌镉、高纯锗、碘化汞等）

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 用于ALICE内径迹系统升级的CMOS像素传感器研发

    摘要： ALICE合作组正筹备对现有探测器进行重大升级，计划于2018-19年LHC第二次长?；诩浒沧埃荚谔嵘投慷サ闾讲庥刖都Ｗ纷倌芰?，并充分利用LHC采用铅束流后计划提升的亮度。该升级战略的核心举措之一是将现有内径迹系统整体替换为新型高分辨率、低物质量的内径迹系统（ITS）。新ITS将由七层同心圆环构成，配备采用TowerJazz公司0.18微米CMOS技术制造的硅像素传感器（MAPS）。本文将重点阐述ITS升级的主要技术特征，特别是像素芯片的功能特性，同时讨论已应用于多个实物原型的读出架构研发进展，并展示这些原型的运行特性及辐照前后的表征测试结果。

    关键词： 粒子径迹探测器，粒子径迹探测器（固态探测器），用于粒子物理和天体粒子物理的大型探测系统

    更新于2025-09-22 21:28:46

  • 将辐射探测器的脉冲整形为真正的高斯波形

    摘要： 本文提出并分析了一种数字整形器，用于将具有短前沿和长指数尾的探测器脉冲转换为真正的高斯波形。高斯脉冲的宽度可比输入脉冲的上升时间小数倍，即显著短于标准整形器提供的无失真输出脉冲。文中给出了真正高斯整形器的算法，并针对不同整形脉冲宽度，比较了真正高斯整形器与标准整形器的输出脉冲及噪声。分析表明，在探测器输入端出现高粒子通量时产生的强重叠脉冲检测中，真正高斯整形具有优势。

    关键词： 数字信号处理（DSP）、电子探测器读出概念（固态）、固态探测器、用于热等离子体诊断的核仪器与方法

    更新于2025-09-23 02:27:12

  • 利用光纤作为光通道，传输水中CaF?(Eu)粉末产生的闪烁光，用于低水平氚水的测量

    摘要： 将开发一种采用CaF2(Eu)粉末与氚水混合的固体闪烁计数(SSC)系统用于低水平氚水测量。然而，SSC探测器腔室内的光子吸收可能限制符合探测效率与净计数率。本文通过Geant4模拟探讨了使用光导纤维作为腔室内光学通道的可行性。模拟结果表明：采用波长转换纤维作为腔室光学通道可提升探测器性能。该探测器在6厘米腔室厚度下仍能保持4.2%的符合探测效率，在10分钟测量时间内检测限可低至0.47 Bq/mL。因此，在SSC系统腔室内使用波长转换纤维作为光学通道具有可行性和有效性。

    关键词： 辐射监测、探测器建模与模拟I（辐射与物质的相互作用、光子与物质的相互作用、强子与物质的相互作用等）、极低能带电粒子探测器、固态探测器

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 交流耦合LGAD的制备与性能

    摘要： 能够同时提供精细时间和空间分辨率的探测器因其在高能和核物理、低能电子探测、光子科学、光子学及成像等多个领域的应用而受到广泛关注。低增益雪崩二极管（LGADs）采用薄硅衬底制造，具有高达100倍的电荷增益，展现出优异的定时性能。由于需要远大于衬底厚度的焊盘才能实现空间均匀的倍增效应，精细焊盘像素化难以实现。为突破这一限制，研究人员引入了交流耦合LGAD方案。该类器件通过在绝缘层上以精细间距布置金属电极，并利用电容耦合方式在这些电极上感应信号。在美国布鲁克海文国家实验室，我们设计并制造了交流耦合LGAD传感器的原型器件，展示了采用不同放射性源粒子束测试的小型测试结构性能。

    关键词： 固体介质中的电荷传输与倍增，探测器建模与模拟II（电场、电荷传输、倍增与感应、脉冲形成、电子发射等），固态探测器，定时探测器

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 基于砷化镓发光二极管位移损伤的低轨纳米卫星任务质子注量监测器可行性研究

    摘要： 高能质子会在无偏置的砷化镓(GaAs)发光二极管(GaAs-LED，简称GAL)中引发不可修复的位移损伤(DD)。这种由非电离能量损失(NIEL)过程导致的损伤会使GAL接入电源时光输出减弱?；诖朔⑾?，我们研发了一种适用于太空环境的轻量化、低功耗质子探测器。该探测器的基本组件是将商用现成(COTS)黄色GAL与光频转换芯片(LFC)进行光学耦合。我们使用医用质子治疗回旋加速器产生的180 MeV质子束，将精选GAL样品辐照至2、10、50、100、200和300 Gy剂量水平进行标定，通过探测器组件测量GAL光输出并以频率(kHz)形式呈现。 地球范艾伦辐射带(VAB)内壳层捕获着能量分布在100 keV至约500 MeV的质子，而被捕获电子(Emax约10 MeV)的强度则微不足道。我们将GAL光输出数据(频率)与质子注量(即质子数量)进行二次多项式函数拟合，并利用砷化镓中的质子NIEL分布，针对广泛应用的NASA辐射带模型AP8-Max和AP8-Min进行参数化处理。 运行于近地轨道(LEO)的航天器（特别是纳卫星）主要暴露于VAB中的这些捕获质子辐射下。当穿越南大西洋异常区(SAA)时，纳卫星会承受严重的辐射照射。该质子探测器的尺寸为0.027 cm2，质量0.28 g，平均工作电流2.5 mA。经评估，其最高可检测质子注量(AP8-Max和AP8-Min模型分别为1.17×10?和1.01×10? protons·cm?2)表明：本GAL基辐射探测器仅适用于寿命较短（通常6-18个月）的LEO纳卫星进行质子注量监测。

    关键词： 粒子探测器、固态探测器、剂量学概念与仪器

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 高光谱X射线相机控制与处理软件链的实现

    摘要： 超光谱X射线探测器能够提供每个像素检测到的完整能量谱，现已可用于实验室设施。目前增加光谱信息会以降低整体可接受通量率为代价，并可能在较高能量下引入计数率非线性。这两个缺点对于透射成像和断层扫描都不理想。本文介绍了一种针对SLcam（基于pnCCD的超光谱相机原型）的新型数据处理软件链，可更精准地控制原始帧到超光谱图像的转换过程。作为处理软件的补充，还开发了一套实时数据可视化工具，用于辅助监控实验进程并实现数据的即时预处理。这些软件元素的组合构成了超光谱成像技术在实验室断层扫描设备中实现通用应用的第一步。

    关键词： 数据采集概念、探测器控制系统、X射线探测器、固态探测器

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 具有像素级存储功能的光谱DEPFET阵列性能研究

    摘要： 为了在高读出速度下仍保持良好的光谱性能，像DEPFET这样的有源像素传感器需要配备存储功能。将帧率提升至极限——即每个像素的读出时间本身——电荷收集和读出过程需要在空间上分离，以避免光谱性能显著下降。In?nipix DEPFET就是一种存储概念的实现方案。研究人员对最具前景的In?nipix变体进行了深入研究，以分析32×32像素阵列的光谱性能，包括温度依赖性特征及不同噪声分量的贡献。通过优化温度和时序参数组合，利用铁-55放射源获取高统计量的能谱数据，并评估了不同X射线光子能量对应的能量响应特性。

    关键词： X射线探测器和望远镜、成像光谱学、固态探测器、探测器设计与建造技术及材料

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 基于Timepix的紧凑型四层粒子追踪器WidePIX 3D：在X射线CT成像中的首次应用

    摘要： WidePIX 3D是一款基于Timepix的紧凑型三维位置灵敏粒子追踪探测器。该设备由四块300微米硅传感器的Timepix芯片紧密堆叠而成，因此传感器体积被划分为256×256×4的三维体素阵列。利用夹层探测器实现双能X射线成像（即单次曝光双能X射线摄影）已是已知技术。而WidePIX 3D探测器能通过单次曝光产生来自不同光子谱的最多四幅样本图像。此外，每层的探测阈值均可独立调节，从而针对扫描样本中预期存在的元素优化分辨性能。本文首次展示了将WidePIX 3D探测器用作多通道能量敏感X射线CT成像相机的研究成果，将阐述利用特征X射线谱线进行精确阈值能量校准的流程，并演示材料分辨CT数据。

    关键词： 计算机断层扫描（CT）和计算机X线摄影（CR）、粒子跟踪探测器（固态探测器）、X射线探测器

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 利用铟凸点进行低温键合工艺的研究

    摘要： 混合像素探测器?？槭峭椒涫笛橹蠿射线相机的最先进组件。锗、碲化镉、碲锌镉和碲镉汞等对温度敏感的高原子序数传感器材料需要特别低温的键合工艺。本文研究聚焦于采用铟等延性凸点材料与能与之形成金属间化合物的专用UBM表面进行的低温压缩键合工艺。测试样品基于与MEDIPIX3读出芯片尺寸相同、凸点数量一致（按55微米间距排布成256×256凸点矩阵）的测试芯片设计。除铟凸点测试芯片外，还研究了对应互连端的两种典型UBM焊盘配置：焊盘定义的电镀镍金UBM和钝化开口定义的PVD沉积镍钒金焊盘。通过菊花链结构、四探针电阻测量结构和绝缘测试结构，表征了键合压力、键合温度及压力保持时间对电互连电阻的影响。在80℃和100℃温度下获得了良好的键合效果及相应的菊花链与单互连最小电阻值。实现可靠键合结果所需最小键合压力为3.2兆帕。菊花链故障尤其出现在芯片边角区域。电学表征后进行的拉力测试显示，与钝化开口定义焊盘相比，焊盘定义的电镀UBM焊盘配置具有更大的键合面积。

    关键词： 混合探测器、X射线探测器、固态探测器

    更新于2025-09-04 15:30:14