硅光電探測(cè)器特性分析與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著人類對(duì)新能源新技術(shù)的不斷開(kāi)發(fā)和利用，對(duì)光能的研究也進(jìn)入了一個(gè)新的階段。20世紀(jì)30年代時(shí)，人們對(duì)光的探測(cè)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(jī)械結(jié)構(gòu)部分制造復(fù)雜，體積大而且對(duì)電磁干擾非常敏感。人們開(kāi)始尋求新的替代品來(lái)對(duì)光進(jìn)行研究。在半導(dǎo)體行業(yè)飛速發(fā)展后，光敏半導(dǎo)體探測(cè)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(lái)這些半導(dǎo)體探測(cè)器將

2、被更廣泛的應(yīng)用。其中硅光電倍增管被認(rèn)為是最有潛力的一個(gè)。因?yàn)樗蟹浅８叩脑鲆?，基本不用太?fù)雜的外接放大電路。它的加工制造也只是用的標(biāo)準(zhǔn)的CMOS工藝，因此經(jīng)濟(jì)又有效。硅光電倍增管除了在輻射測(cè)量領(lǐng)域的發(fā)展，隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展，它也在核醫(yī)學(xué)領(lǐng)域受到了人們的廣泛關(guān)注，如正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描裝置(Positron Emission Tomography簡(jiǎn)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(dòng)的新型影像技術(shù)

3、，但它缺乏對(duì)各斷層面之間的掃描。核磁共振成像(Magnet Resonance Imaging簡(jiǎn)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(huì)產(chǎn)生CT檢測(cè)中的偽影，無(wú)電離輻射，對(duì)機(jī)體沒(méi)有不良影響。如果能把PET和MRI結(jié)合起來(lái)將會(huì)對(duì)醫(yī)學(xué)研究和發(fā)展起到深遠(yuǎn)意義。但是一直以來(lái)PET所使用的光探測(cè)器是PMT，PMT并不能在強(qiáng)磁場(chǎng)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(gè)問(wèn)

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(guó)分公司購(gòu)買了一個(gè)PIN光電二極管以及兩個(gè)雪崩二極管，最后從英國(guó)SensL公司購(gòu)買了一個(gè)性價(jià)比較高的硅光電倍增管。論文的下一個(gè)階段是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置，對(duì)光學(xué)中性濾光片進(jìn)行校正，同時(shí)對(duì)不同驅(qū)動(dòng)電源下的激光輸出功率進(jìn)行標(biāo)定。論文最后實(shí)驗(yàn)部分通過(guò)用三個(gè)不同的光探測(cè)器測(cè)量透過(guò)光學(xué)中性濾光片后的微弱光，來(lái)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