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硅光电倍增管的高能应用

光电倍增管的高能应用

硅光电倍增管(SiliconPMT,简称SPM)是上世纪九十年代末出现的一种全新的高灵敏度硅光电探测器,这种探测器主要是由工作在盖革模式下的雪崩二极管阵列构成,与传统光电倍增管相比,具有灵敏度高,增益大(106以上),一致性好,尺寸小,不受电磁场,工作电压低等众多优点。SPM的基本原理如下:

 
                       图1.SPM的基本原理及结构图

如图1中所示,SPM探测器实际上是一个面阵的雪崩二极管阵列,每一个微元均由一个雪崩二极管和一个淬灭电阻(QuenchingResistor,RQ)组成,加上反向偏压后,雪崩管工作在接近击穿的状态下,当有光子打在探测面上,雪崩管内部产生大量电子,输出一个电脉冲,这时为防止雪崩管被击穿,RQ导通,开始放电,雪崩管回到初始状态,等待下一个光子打过来。这个过程请参考图2。各个微元被并联在一起,他们产生的电脉冲被累加起来,形成电流输出。输出电流的大小,能够反映入射光的强度。

 


                              图2.SPM工作过程

SPM探测技术近几年发展迅猛,已有成熟的商业产品推向市场,其中,爱尔兰的SensL公司(网站:http://sensl.com/)是这个领域的佼佼者。目前,由于SPM自身所具有的众多优点,它已被成功应用于医疗影像和辐射监测等领域,如正电子发射计算机断层扫描装置(简称PET)、便携式辐射检测仪等。

爱尔兰SensL公司是一家国际领先的高科技公司,其产品主要是基于盖革原理的硅光电倍增管(SiliconPMT,以下简称SPM)。该公司技术力量雄厚,产品功能完善,目前已经成功应用于医疗影像和辐射监测等领域。


 
SensL公司产品具有灵敏度高,增益好(106以上),工作电压低(30V左右),尺寸小,灵敏度高,不受电磁干扰的影响等众多优点。SPM的光谱响应范围为400-1100nm,可配合闪烁晶体(如CsI,LYSO等)使用,检测X射线,伽玛射线等。其光谱响应曲线请参考图3:

           
                           图3.SPM的光谱响应曲线

SensL公司的产品主要包括单点和阵列型的SPM探测器以及相关的电子学附件,产品种类丰富,性能优良。同时该公司还不断有新品推出,以满足不同应用对探测器的要求。


                     

                      图4.单点SPM探测器                                                                      图5.阵列型SPM探测器

 

图6. 用于正电子发射计算机断层扫描装置(简称PET)领域的阵列型SPM探测探测器及电子学部分

 图7. 用于辐射监测的SPM探测器

       除上述产品外,为便于用户使用,SensL公司还推出了PCDMini和SPMMini两款探测器模块,采用USB或SMA的信号输出,集成了供电和温度控制模块,用户可通过模块自带的电源适配器用市电(220V)供电,在电脑上用软件控制探测器,请参考图8和图9:

            

                       图8.PCDMini单光子计数模块                                                   图9.SPMMini探测器模块

此外,SensL公司也非常愿意根据您的特殊要求,提供定制服务。产品及服务的具体状况,请咨询先锋科技公司销售人员。

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