PIN光敏二极管X射线探测器的性能与应用研究.pdf

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第卷第期核电子学与探测技术. .
年月&
光敏二极管射线探测器的
性能与应用研究
卢杰,邓景康,宁传刚,尚仁成,郑晓超,王延峰
清华大学物理系量子信息与测量教育部重点实验室,北京
摘要:
.℃时,光
敏二扳管探测器对“‘的. 峰的能量分辨率为. ,冷却到℃后选到.
关键词:光敏二极管; 射线探测器
中围分类号: . 文献标识码: 文章编号: ——
积较大,死层薄, 结厚度较大。管壳上有入
引言
射窗,入射光直接注入结的耗尽区中进行
众所周知,硅锂漂移探测器对探测射线光电转换,大的结面积增加了有效受光面积,提
有着很高的能量分辨率,对“的. 高了光电转换效率
峰的全能峰半高宽可达左在无光照的时候,光敏二极管的伏安特性
右,这是其他摄测器无法比拟的。但是为了使硅和普通二极管类似,此时的反向饱和漏电流叫
锂摄测器保持好的特性,需在低温条件下暗电流,一般在几到几百,其值随反向偏压
存放与使用,还要用较大的液氮冷却装置,很不和环境温度的升高而增大。在检测微弱的光信
方便。近年来型光敏二极管的发展,为号时,必须选用暗电流小的管子。在有光照时、
研制在常温下使用、低电压、小型化、高分辨率光敏二极管在一定的反向偏压范围内
的射线探测器提供了可能。,其反向电流将随着光照强度~ 。
范围的增加而线性增大,这是的反向电流又叫
光敏二极管探测技术
光电流。因此,对于一定的光照强度,光敏二极
光敏二极管又叫光电二极管,目前使用最管相当于一个恒流源。
多的是光电二报管,共有种类型,即结光敏二极管有一定的光谱响应范围,并对
型、型、雪崩型和肖特基型以结型光某一波长的入射光有最高的响应灵敏度峰值
电二极管为例,它同普通二极管一样,只是结面波长。因此,为获得最大的光电流,应选择光谱
响应特性符合待测能谱的光敏二极管,同时注
收稿日期意入射光的角度。光敏二极管的响应时间一般
基金项目:国家自然科学基金资助项目小于几百,主要取决于结电容和外部电路电
作者筒卉:卢杰一,男,内蒙人,硬士生,从事棱阻电容的大小。
与粒子物理实验;邓景康,男,重庆人,教授, 光敏二极管可以说是一种经改良的低
从事棱与粒子物理实验、探测技术和电子动量谱学结电容平面耗尽型光二极管。它是在层和
的研究。
层之间加入一层电阻很高的层,
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以提高响应时间,它的漏电流很小。我们所用的二极管上。探测器电源由一个芯的航空插头与
是离子注入型电流探测器,层是光敏介机箱连接,光敏二极管的高压、信号输出
质,下面的层收集产生的负电荷。层是通和检测信号分别由根同轴电缆引出。
过把硼扩散到舯的深度形成的。在另外一面
注入磷离子,能得到薄窗大电流探测器。通过改
变层和层的掺杂密度和厚度,就可能改变/

响应光谱和频率。札
雹/
光敏二极管是一种工作在电流脉冲情
况下的半导体探测器,适于探测或射线发/
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射率和时问。其特点是结电容小约,暗
电流小,响应时同很短