利用二维平台扫描系统研究光电倍增管阴极位置响应

大型高海拔空气簇射观测站(LHAASO)计划中的各种探测器将使用几万只光电倍增管测量探测器收集到的光子数,光电倍增管阴极位置响应的均匀性是影响探测器能量分辨的重要因素之一.为此搭建了由步进电机驱动的二维扫描平台控制LED光源,逐毫米扫描光电倍增管光阴极,测量光源照射光阴极不同位置时的阳极输出信号.实验中对多种候选光电倍...     

光电倍增管的校准技术

文章针对在核聚变实验中,激光散射诊断技术的多道脉冲光电接收系统的标准,介绍了光电倍增管的几个有关重要性能的检测方法。这些实验包括光电信号的线性、响应速度、光谱响应,增益随电源电压的变化以及绝对灵敏度的校准。对于使用各种光电倍增管来进行定量测量的工作,本实验方法具有一定的普遍性。     

光电倍增管的应用条件对闪烁探测器坪特性的影响

用闪烁探测器记录强度不变的核辐射时,在一定条件下,其计数率在某一区域内基 本上不随光电倍增管的工作电压变化而改变,通常称这一区域为“坪区”(见图1)。这种“坪”是闪烁探测器在一定条件下具有的特性,而不是光电倍增管本身的特性。利用闪烁探测器记录核辐射时,由于存在光电效应、康普顿效应、电子对效应等,闪烁探测器输出信号脉冲并不是等幅的,     

基于FPGA的单光子脉冲信号发生器设计

针对光电倍增管(Photomultiplier Tube,PMT)批量测试实际需求和单光电子谱精确测试光源的要求,通过对光电倍增管性能测试系统进行分析,设计制造了一种多通道输出可调的脉冲信号发生器的控制板,可用于光电倍增管单光电子谱的性能测试。该脉冲信号发生器在上升时间、下降时间等参数性能方面优于目前测试系统采用的商用信号源RIGOO-DG5352 350 MHz。用此脉冲信号发生器对光电倍增管进行单光电子测试,其输出信号能满足单光子测试的基本要求,利用其多路信号输出的特点,通过性能扩展即可用于光电倍增管的批量测试。     

几种大面积光电倍增管的分辨率和稳定性

在能谱测量装置中,要求光电倍增管有好的能量分辨率和好的时间稳定性。特别是测量低强度的γ光子或电子时,长时间的测量更要求光电倍增管有好的稳定性。为了建立全吸收契伦柯夫谱仪装置,我们对几种大面积光电倍增管作了调试和选择实验。实验中把3″×3″NaI(TI)晶体耦合到光阴极,用~(137)Cs源的0.661MeVγ光子照射,将光电倍增管的输出脉冲输入4096道幅度分析器,进行脉冲幅度分析。对不同类型管子的测     

微秒级宽脉冲信号下能输出大于1.5 A线性电流的光电倍增管

测量了CHφT3型光电倍增管配上ST401塑料闪烁体,在波形半宽度约2400ns脉冲光源照射下的电流输出情况,还提供了该光电倍增管与对中子相对不灵敏的晶体CeF3组成探测器应用于宽脉冲γ辐射源测量得到的电流输出情况。结果表明,CHφT3型光电倍增管其饱和电流输出大于3．5A,最大线性电流大于1．5A,暗流小于10nA,是一种在微秒级宽脉冲信号下都可以输出大于1．5A线性电流的大电流光电倍增管,是在大动态范围脉冲测量中,使用多探测器量程衔接时降低不确定度的一种可选方法。     

光电倍增管时间特性的测试

在使用光电倍增管前,人们总希望寻找一种简便可靠的方法,来测量它的时间、幅度性能。我们找到了一种较理想的δ光源——FX210(或FX280)氙闪光管。它不仅可作为光电倍增管幅度监测,而且还可作为时间测量的δ光源。本文则介绍利用它测量几种光电倍增管的时间分辨率。     

两种光电倍增管增益与总工作电压的关系研究

实验研究了CHφT3、CHφT5型光电倍增管探测器增益与总工作电压的关系．实验研究表明：在标准供电电压上下100V范围内,光电倍增管探测器增益M与总工作电压U的关系可分别表示为：dM/M0=8．28dU／U,dM/M0=6．08dU／U。     

正电子发射断层成像探测单元光电倍增管的增益调整

保持各个光电倍增管的增益一致性对正电子发射断层成像（PET）的质量至为重要。事件的响应输出取决于光电倍增管对于事件发生位置的光收集效率和事件的能量。光电倍增管对于某位置的光收集效率与光电倍增管对此位置所张的立体角成正比。当光电倍增管增益漂移后,通过计算出的各个管子的输出信号比值的变化完成对增益的自动调整,结果证明方法是有效的。     

光电倍增管的光电子幅度谱测试研究

主要介绍光电倍增管的光电子幅度谱（单光电子及多光电子幅度谱）的几种常用的测试方法及用LED光源、EMI的光电倍增管精密测得的单光电子及多光电子谱。同时也介绍了用LED光源测得的单光电子幅度谱及用热发射法测得的暗电流谱的差异,并分析了两种方法测得的幅度谱的差异的主要根源。     

双脉冲法精确测量PMT脉冲线性电流的实验设计

PMT脉冲线性电流是PMT在脉冲工作方式下的重要参数,它直接关系到实验结果的可靠性。本文对比各种测量PMT脉冲线性电流方法的优缺点,从提高测量精度方面考虑,设计了基于双脉冲法的测量PMT脉冲线性电流的实验,通过挑选稳定性高的LED作为光源,利用DG2020信号发生器给LED灯供电,采用通道循环功能加长信号时间间隔,使用分路输出到两台示波器接收信号,应用示波器多次采集自动取平均的功能等方法在实验细节上进行设计,提高测量精度。通过实验测到了PMT脉冲输出电流偏离线性直线1%处的电流,并获得了PMT脉冲输出的mA级至A级电流全曲线。     

Operation of Inertial Electrostatic Confinement Fusion (IECF) Device Using Different Gases

An optical signal of IEC plasma using different gases has been registered by means of an optical fiber and photomultiplier (PMT). The light passing through the fiber is directed to the entrance window of a photomultiplier (PMT, Hamamatsu R955), connected to the digital scope. The discharge current of plasma discharge has been recorded using current probe. The X-ray emission in IEC plasma device was investigated by employing time-resolved detector.     

Photomultiplier Control by a Clamping Cross-Bar Grid

This paper reports on the possibilities for locating light events randomly distributed in a plane by using only one photomultiplier with original electron optics. This experimental 2 inch phototube designed at LEP allows a spatial and temporal control of the electron emission from small elements of the photocathode. The originality of the tube lies in the use of a cross bar control grid embedded in the glass of the window at a short distance (d = 1 mm) from the photosensitive layer. The amplitude of the anode signal obtained in response to a light flash is dependent on the electrical voltage applied to the X or Y wire of the grid associated with the excited element of the photocathode. In such a way it has been shown that the position of a point light source scanning the photocathode plane of the PM could be determined with a resolution of 5 mm. Some results obtained by using a coding process to supply the blocking electrical pulses are given.     

Performance of a plastic scintillation fiber dosimeter based on different photoelectric devices

The photoelectric device of a scintillation dosimeter converts photons produced by radiation into an electrical signal.Its features directly determine the overall performance of the dosimeter.For a plastic scintillation fiber dosimeter(PSFD)with a current readout mode,sys-tematic studies of the stability and light-dose response were performed for the photomultiplier tube(PMT),silicon photomultiplier(SiPM),avalanche photodiode(APD),and photodiode(PD).The temperature stability,long-term stability,repeatability,signal-to-noise ratio(SNR),and current dose response of the PSFD with the abovemen-tioned photoelectric devices were studied using a pulsed LED light source and the Small Animal Radiation Therapy platform.An exponential relationship between the dark/net current and temperature was obtained for all the devices.It is shown that the APD is the most sensitive device to temperature,with a current dependence on temperature reaching 6.5％℃-1 at room temperature,whereas for the other devices this dependence is always＜0.6％℃-1.In terms of long-term stability,the net current of PD can change by up to 4％when working continuously for 8 h and 2％when working intermittently for 32 h,whereas for the other devices,the changes are all＜1％.For the dose response,the PMT and SiPM exhibit excellent linear responses and SNRs within the range of 0.1-60 Gy/min.For the PSFD with a current readout mode,the perfor-mance of the PMT and SiPM is concluded to be better than that of the other devices in the study.In particular,the SiPM,which has a compact size,low bias voltage,and antimagnetic interference,has great advantages for further applications.     

一种可控的直流高压电源

介绍了一种微处理器控制的高压电源。由于采用了信号幅度可控的振荡电路及深度负反馈的措施．高压电源输出的高电压与其控制的数字信号之间具有很好跟随性。应用结果表明,该电源性能稳定可靠。     

一种基于SiPM的具有高能量分辨率的紧凑型溴化镧γ谱仪

基于光电倍增管(photomultiplier tube,简称PMT)的LaBr₃:Ce γ谱仪具有比NaI(Tl)γ谱仪更高的能量分辨率,但具有体积大、对磁场敏感、需要高电压等缺点。硅光电倍增管(Silicon photomultiplier tube,简称SiPM)具有与PMT相近的增益和效率,同时具有诸如高定时分辨率、抗磁场能力强、低偏压和紧凑尺寸等优良特性。本文将LaBr₃:Ce晶体与SiPM阵列耦合,设计研制基于SiPM的紧凑型LaBr₃:Ce γ谱仪,通过降噪、优化工作电压等措施改善SiPM的缺点对γ谱仪性能的影响。工作电压的噪声会导致能量分辨率发生恶化,通过设计无源滤波电路CLC π型滤波器,利用其对直/交流阻抗的不同特性,滤除高频纹波,工作电压的信噪比从未降噪前的62.6 dB提高到74.64 dB;能量分辨率最优值对应于表示暗噪声、串扰、光电探测效率和SiPM增益之间折衷的最佳工作电压。通过实验给出不同工作电压下的能量分辨率,确定最佳工作电压为54.8 V,该电压下的能量分辨率为3.06%(@662 keV),结果与使用光电倍增管(PMT)测量的2.89％非常接近。     

RIBLL终端LASCAR阵列探测器PMT高压控制系统的研制

介绍了RIBLL终端LASCAR上PMT阵列电源高压控制系统。该系统以当今工程控制中常用的微型计算机作为核心器件,采用合适的外围电路达到了对PMT阵列稳定、可靠的控制,在现场测试中取得了良好的效果。     

上海光源数字化束流位置信号处理器测试平台研制

数字化束流位置信号处理器(Digital Beam Position Monitor Processor,DBPM)是上海光源自主研发作为束流位置监测(Beam Position Monitor,BPM)的主要设备。针对DBPM电子学处理器产品化测试需求开发了一套基于MATLAB和程控技术的自动化测试平台,用于处理器批量测试验收和性能评估。平台使用Agilent MXG信号源和一分四功分器模拟4路真实探头信号,经过处理器采集处理后被上位机接收。测试仪器的设置和实验数据的获取,整个系统是基于客户端和服务器架构实现的。采用物理实验与工业控制系统(Experimental Physics and Industrial Control System,EPICS)的通道访问Lab CA接口实现数据的实时采集。目前该测试平台已经成功应用于大连自由电子激光装置和上海软X射线自由电子激光装置的DBPM处理器验收测试,处理器幅频响应曲线,不同衰减下模数变换器(Analog to Digital Converter,ADC)噪声水平测试、衰减步长一致性、通道间串扰及信噪比测试结果均达到设计指标。     

Investigation of Atmospheric Pressure Plasma Discharge and Its Application to Surface Modification of Blood-Filtering Material

Melt-blown polybutylene terephthalate (PBT) nonwoven materials treated by using plasma is regarded as one of the excellent materials to filter white blood cells (WBC) from blood.In this paper, dielectric barrier discharge (DBD) plasma source at an improved quasi-stable atmospheric pressure is achieved when discharge voltage, discharge current, and gap between the electrodes are carefully controlled. This plasma source has been used to modify the surface of PBT melt-blown nonwoven materials. Experimental results indicate that both the wettablity and permeation of treated PBT melt-blown nonwoven materials are greatly improved.