硅光電探測器特性分析與實驗研究.pdf

1、隨著人類對新能源新技術(shù)的不斷開發(fā)和利用，對光能的研究也進入了一個新的階段。20世紀30年代時，人們對光的探測與研究用的都是光電倍增真空管(PMT)，它昂貴，真空管內(nèi)部機械結(jié)構(gòu)部分制造復雜，體積大而且對電磁干擾非常敏感。人們開始尋求新的替代品來對光進行研究。在半導體行業(yè)飛速發(fā)展后，光敏半導體探測設(shè)備，像PIN光電二極管，雪崩二極管，以及90年代出現(xiàn)的硅光電倍增管，得到了迅速的發(fā)展，并在很多領(lǐng)域已經(jīng)取代了PMT，相信在將來這些半導體探測器將

2、被更廣泛的應(yīng)用。其中硅光電倍增管被認為是最有潛力的一個。因為它有非常高的增益，基本不用太復雜的外接放大電路。它的加工制造也只是用的標準的CMOS工藝，因此經(jīng)濟又有效。硅光電倍增管除了在輻射測量領(lǐng)域的發(fā)展，隨著現(xiàn)代醫(yī)學的發(fā)展，它也在核醫(yī)學領(lǐng)域受到了人們的廣泛關(guān)注，如正電子發(fā)射計算機斷層掃描裝置(Positron Emission Tomography簡稱PET)。PET是目前惟一可在活體上顯示生物分子代謝、受體及神經(jīng)介質(zhì)活動的新型影像技術(shù)

3、，但它缺乏對各斷層面之間的掃描。核磁共振成像(Magnet Resonance Imaging簡稱MRI)正好可以滿足這一要求。磁共振成像是一種生物磁自旋成像技術(shù)，它可以直接作出各種體層圖像，不會產(chǎn)生CT檢測中的偽影，無電離輻射，對機體沒有不良影響。如果能把PET和MRI結(jié)合起來將會對醫(yī)學研究和發(fā)展起到深遠意義。但是一直以來PET所使用的光探測器是PMT，PMT并不能在強磁場中工作，也就限制了MRI的發(fā)展，但硅光電倍增管正好解決了這個問

4、題。使得PET和MRI的結(jié)合成為可能。
　　 本論文的任務(wù)首先是從Hamamatsu德國分公司購買了一個PIN光電二極管以及兩個雪崩二極管，最后從英國SensL公司購買了一個性價比較高的硅光電倍增管。論文的下一個階段是設(shè)計實驗裝置，對光學中性濾光片進行校正，同時對不同驅(qū)動電源下的激光輸出功率進行標定。論文最后實驗部分通過用三個不同的光探測器測量透過光學中性濾光片后的微弱光，來比較他們之間的區(qū)別，分析他們各自的一些特性，尋找他們的