CsI(Tl)晶體的APD前端讀出特性研究

胡　浪　張開琪　曾國強　賴茂林　楊　劍　魏世龍

（成都理工大學　地學核技術重點實驗室　成都　610059）

CsI(Tl)晶體的APD前端讀出特性研究

胡浪張開琪曾國強賴茂林楊劍魏世龍

（成都理工大學地學核技術重點實驗室成都610059）

雪崩光電二極管（Avalanche photodiode, APD）體積小、探測效率高、內置增益、對磁場不敏感，但其內置增益、輸出脈沖信號的信噪比受偏置電壓與溫度影響明顯。將APD作為CsI（Tl）閃爍晶體的光電讀出器件，并配以低噪聲的電荷靈敏前置放大器，組成閃爍探測器的探頭。在不同的偏置電壓與溫度下，測試了該探頭組成的閃爍探測器的能量分辨率。實測表明，偏置電壓、溫度將影響探測系統的能量分辨率，在室溫且APD兩端的偏置電壓為370 V時，對能量為662 keV的γ射線能量分辨率為4.98%；在-20-40 oC內，能量分辨率隨溫度的降低而提高。

雪崩光電二極管，CsI（Tl）閃爍晶體，偏置電壓，溫度，能量分辨率

閃爍探測器具有探測效率高、時間響應快、能量分辨率高等優點，主要由閃爍體、光電轉換器件及相關電子學器件組成［1］。光電轉換器件在閃爍探測器中作用是將閃爍體產生的熒光光子轉化成電脈沖信號，光電轉換器件輸出電脈沖信號的信噪比、輸出脈沖信號的線性都對閃爍探測器的能量分辨率有一定的影響。通常選用的光電轉換器件有本征光電二極管（PIN photodiode, PIN）、雪崩光電二極管（Avalanche photodiode, APD）、光電倍增管（Photomultiplier tube, PMT）以及硅光電倍增管（Silicon Photomultiplier, SiPM）。PIN無增益放大、輸出脈沖信號信噪比低、出譜效果差；APD體積小、量子效率高、內置增益、對磁場不敏感，但增益小、輸出脈沖信號較為微弱；……