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Si-PIN X射线探测器性能研究

齐国涛  
【摘要】:高能天文中,将对10keV至数百keV光子的观测称为硬X射线天文观测。硬X射线能区是研究天体高能过程,解决天体物理若干基本问题的关键波段。硬X射线探测有其特有的困难。硬X射线调制望远镜工作原理基于我国学者建立和发展的直接解调重建对象方法。 硬X射线调制望远镜HXMT有效载荷中能分系统选用Si-PIN型探测器。本论文分析了Si-PIN探测器的工作原理、探测器测试系统(包括放射源、Si-PIN、前端放大电路设计、主放大器572A、MCA-8000A多道分析仪)、能谱分析、探测器质子辐照性能。对Si-PIN探测器进行长时间、高计数统计测试,实验内容如下: 1)对基于Peltier效应的半导体温差制冷器进行了标定,确定了制冷电流与温度之间的关系。 2)置探测器于不同温度条件下,分别测试探测器的能量分辨率。对实验结果进行分析,得到能量分辨率(FWHM)随温度变化曲线图。可以明显的观察到噪声随着探测器温度变化的趋势,以及温度对分辨率的影响。对测试结果进行拟合,可以得到能量分辨率随温度指数上升。 3)对探测器进行质子辐照,测试其漏电流的变化,得到探测器抗质子辐照性能。 本论文完成了Si-PIN探测器的温度以及质子辐照性能的摸底,为中能望远镜的研制提供参考。在探测技术领域我国跟国际最高水平还有很大差距。主要在于国内半导体探测器制作工艺难以满足空间探测应用的需要,所以探测器的制作工艺是目前亟待解决的问题。


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