工業(yè)CT光電二極管探測(cè)器特性研究.pdf

1、工業(yè)CT(IndustrialComputedTomography)是工業(yè)計(jì)算機(jī)斷層掃描成像的簡(jiǎn)稱(chēng)。工業(yè)CT系統(tǒng)主要由射線(xiàn)源系統(tǒng)、探測(cè)系統(tǒng)、機(jī)械掃描與控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)組成。探測(cè)系統(tǒng)是工業(yè)CT系統(tǒng)的關(guān)鍵子系統(tǒng)。探測(cè)系統(tǒng)的性能優(yōu)劣將直接影響到整個(gè)工業(yè)CT系統(tǒng)的圖像質(zhì)量和性能指標(biāo)。提高探測(cè)器性能是工業(yè)CT系統(tǒng)研究和開(kāi)發(fā)的重要內(nèi)容，分析和研究工業(yè)CT探測(cè)器的特性具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值和學(xué)術(shù)價(jià)值。
　　為了在

2、工業(yè)CT系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)探測(cè)器的設(shè)計(jì)和器件選型做到有的放矢，同時(shí)為了有效提高和改善探測(cè)器性能，對(duì)影響探測(cè)器的靈敏度、線(xiàn)性范圍及穩(wěn)定性的諸多因素進(jìn)行了分析和研究。首先分析比較了幾種常用的輻射探測(cè)器的優(yōu)缺點(diǎn)及其適用范圍，重點(diǎn)分析了工業(yè)CT系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的閃爍體光電二極管探測(cè)器的結(jié)構(gòu)與工作原理，并對(duì)組成該探測(cè)器的兩個(gè)關(guān)鍵器件——閃爍體與光電二極管的特性進(jìn)行深入研究。分析了工業(yè)CT探測(cè)器中常用閃爍體的發(fā)光效率、發(fā)射光譜、衰減時(shí)間等特性，并采

3、用蒙特卡洛方法對(duì)閃爍體的熒光收集效率進(jìn)行仿真，給出了提高熒光收集效率的三點(diǎn)措施。設(shè)計(jì)了光電二極管的特性測(cè)試系統(tǒng)，包括光電二極管的低噪聲放大電路設(shè)計(jì)與光路設(shè)計(jì)兩個(gè)部分，并且使用該系統(tǒng)對(duì)光電二極管的特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試和分析。
　　在對(duì)閃爍體與光電二極管特性研究的基礎(chǔ)之上，本文提出了改善探測(cè)器性能的三項(xiàng)措施：①提出了閃爍體與光電二極管的匹配度的概念，使閃爍體與光電二極管的選型有據(jù)可依；②在元器件采購(gòu)時(shí)，可以采用本測(cè)試系統(tǒng)對(duì)光電二極管進(jìn)行