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温度对碲锌镉光子计数探测器计数性能的影响及机理研究

李颖锐 吴森 郭玉 席守智 符旭 查钢强 介万奇

李颖锐, 吴森, 郭玉, 席守智, 符旭, 查钢强, 介万奇. 温度对碲锌镉光子计数探测器计数性能的影响及机理研究[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1016001-1016001(6). doi: 10.3788/IRLA201948.1016001
引用本文: 李颖锐, 吴森, 郭玉, 席守智, 符旭, 查钢强, 介万奇. 温度对碲锌镉光子计数探测器计数性能的影响及机理研究[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1016001-1016001(6). doi: 10.3788/IRLA201948.1016001
Li Yingrui, Wu Sen, Guo Yu, Xi Shouzhi, Fu Xu, Zha Gangqiang, Jie Wanqi. Effect and mechanism of temperature on photon counting performance of CdZnTe detectors[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(10): 1016001-1016001(6). doi: 10.3788/IRLA201948.1016001
Citation: Li Yingrui, Wu Sen, Guo Yu, Xi Shouzhi, Fu Xu, Zha Gangqiang, Jie Wanqi. Effect and mechanism of temperature on photon counting performance of CdZnTe detectors[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(10): 1016001-1016001(6). doi: 10.3788/IRLA201948.1016001

温度对碲锌镉光子计数探测器计数性能的影响及机理研究

doi: 10.3788/IRLA201948.1016001
基金项目: 

工业和信息化部项目(MJ-2017-F-05)

详细信息
    作者简介:

    李颖锐(1991-),男,博士生,主要从事碲锌镉光子计数探测器设计方面的研究。Email:13409215437@163.com

  • 中图分类号: TB34

Effect and mechanism of temperature on photon counting performance of CdZnTe detectors

  • 摘要: 基于线阵光子计数探测器模块,实现了碲锌镉探测器的光子计数应用。研究了大剂量X射线下碲锌镉探测器的计数性能,发现碲锌镉光子计数探测器根据其典型计数性能可分为两类:C1,C2。分析了这两类典型的光子计数探测器的计数性能与X射线能谱响应特性、前放脉冲信号上升时间以及碲锌镉探测器缺陷水平的内在联系,在此基础上研究了温度对C2类碲锌镉光子计数探测器计数性能的影响规律,升高温度可以抑制探测器的极化失效,提高计数率,且当温度升高至33℃时,探测器计数性能可得到显著改善。最后利用线阵光子计数探测器模块,获得了不同温度下C2类碲锌镉光子计数探测器的多能区成像结果,升高温度可以显著增加其图像衬度,提高成像质量。该研究为通过控制外部条件提高碲锌镉光子计数探测器性能提供了有效手段。
  • [1] James R, Brunett B, Heffelfinger J, et al. Material properties of large-volume cadmium zinc telluride crystals and their relationship to nuclear detector performance[J]. Journal of Electronic Materials, 1998, 27(6):788-799.
    [2] Soldner S A, Bale D S, Szeles C. Dynamic lateral polarization in CdZnTe under high flux X-ray irradiation[J]. IEEE Transactions on Nuclear Science, 2007, 54(5):1723-1727.
    [3] Hao Jia, Zhang Li, Chen Zhiqiang, et al. Multi-energy X-ray imaging technique and its application in computed tomography[J]. CT Theory and Applications, 2011, 20(1):141-150.(in Chinese)
    [4] Martini M. Semiconductor radiation probes for nuclear medicine and radiobiology the state of the art[J]. IEEE Transactions on Nuclear Science, 2007, 20(1):294-309.
    [5] Szeles C, Soldner S A, Vydrin S, et al. CdZnTe semiconductor detectors for spectroscopic X-ray imaging[J]. IEEE Transactions on Nuclear Science, 2008, 55(1):572-582.
    [6] Heismann B J, Henseler D, Niederloehner D, et al. Spectral and spatial resolution of semiconductor detectors in Medical X-and Gamma ray imaging; proceedings of the Nuclear Science Symposium Conference Record (NSS/MIC)[C]//2008 NSS'08 IEEE, 2013.
    [7] Kappler S, Grasruck M, Niederlhner D, et al. Dual-energy performance of dual kVp in comparison to dual-layer and quantum-counting CT system concepts[C]//Proceedings of SPIE, 2009, 19(8):70.
    [8] Bale D S, Szeles C. Nature of polarization in wide-bandgap semiconductor detectors under high-flux irradiation:Application to semi-insulating Cd1-xZnxTe[J]. Physical Review B, 2008, 77(3):035205.
    [9] Bale D S, Soldner S A, Szeles C. A mechanism for dynamic lateral polarization in CdZnTe under high flux X-ray irradiation[J]. Applied Physics Letters, 2008, 92(8):082101.
    [10] Wilson M D, Barnes P, Cernik R C, et al. Comparison of the X-ray performance of small pixel CdTe and CZT detectors; proceedings of the Nuclear Science Symposium Conference Record (NSS/MIC)[C]//2010 IEEE, 2010.
    [11] Elhadidy H, Dedic V, Franc J, et al. Study of polarization phenomena in n-type CdZnTe[J]. Journal of Physics D:Applied Physics, 2013, 47(5):055104.
    [12] Schlesinger T E, Toney J E, Yoon H, et al. Cadmium zinc telluride and its use as a nuclear radiation detector material[J]. Materials Science Engineering R, 2001, 32(4):103-189.
  • [1] 郑雪飞, 李春, 范晓彦, 元光, 栾晓宁, 姚子庆, 李凯.  温度和浊度对罗丹明B示踪检测的影响及校正 . 红外与激光工程, 2022, 51(12): 20220243-1-20220243-8. doi: 10.3788/IRLA20220243
    [2] 乌日娜, 宋云鹤, 卢佳琦, 高芮, 李业秋, 岱钦.  光子晶体光纤载体中液晶随机激光辐射行为 . 红外与激光工程, 2021, 50(4): 20200171-1-20200171-6. doi: 10.3788/IRLA20200171
    [3] 孙帅, 杜隆坤, 李东, 李月刚, 林惠祖, 刘伟涛.  极弱光关联成像研究进展及展望(特邀) . 红外与激光工程, 2021, 50(12): 20210819-1-20210819-18. doi: 10.3788/IRLA20210819
    [4] 徐璐, 刘霞霞, 杨旭, 张一嘉, 吴龙.  宽脉冲光子计数偏振激光雷达探测浅水层研究(特邀) . 红外与激光工程, 2021, 50(3): 20200452-1-20200452-10. doi: 10.3788/IRLA20200452
    [5] 张晨阳, 王春辉, 战蓝, 齐明, 蒋硕.  星载微脉冲光子计数激光雷达的探测性能仿真分析 . 红外与激光工程, 2021, 50(11): 20200502-1-20200502-9. doi: 10.3788/IRLA20200502
    [6] 郭静菁, 费晓燕, 葛鹏, 周安然, 王磊, 李正琦, 盛磊.  基于全光纤光子计数激光雷达的高分辨率三维成像 . 红外与激光工程, 2021, 50(7): 20210162-1-20210162-10. doi: 10.3788/IRLA20210162
    [7] 朱笑笑, 王成, 习晓环, 聂胜, 杨学博, 黎东.  ICESat-2星载光子计数激光雷达数据处理与应用研究进展 . 红外与激光工程, 2020, 49(11): 20200259-1-20200259-10. doi: 10.3788/IRLA20200259
    [8] 康岩, 薛瑞凯, 李力飞, 张同意, 张勇, 赵卫.  基于像素复用的SPAD阵列连续扫描三维成像 . 红外与激光工程, 2020, 49(S2): 20200375-20200375. doi: 10.3788/IRLA20200375
    [9] 杨程, 鄢秋荣, 祝志太, 王逸凡, 王明, 戴伟辉.  基于深度学习的压缩光子计数激光雷达 . 红外与激光工程, 2020, 49(S2): 20200380-20200380. doi: 10.3788/IRLA20200380
    [10] 宋俊玲, 饶伟, 王广宇, 辛明原.  燃烧流场温度二维重建多吸收谱线重建方法 . 红外与激光工程, 2019, 48(3): 306004-0306004(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0306004
    [11] 许艺腾, 李国元, 邱春霞, 薛玉彩.  基于地形相关和最小二乘曲线拟合的单光子激光数据处理技术 . 红外与激光工程, 2019, 48(12): 1205004-1205004(10). doi: 10.3788/IRLA201948.1205004
    [12] 王海伟, 丁宇星, 黄庚华, 侯佳, 舒嵘.  轻小型全天时远程光子计数激光雷达系统技术 . 红外与激光工程, 2019, 48(1): 106005-0106005(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0106005
    [13] 张河辉, 丁宇星, 黄庚华.  光子计数激光测深系统 . 红外与激光工程, 2019, 48(1): 106002-0106002(5). doi: 10.3788/IRLA201948.0106002
    [14] 谢衍新, 吴小成, 胡雄, 杨钧烽, 肖存英.  临近空间全球温度场三维变分同化 . 红外与激光工程, 2017, 46(8): 804005-0804005(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0804005
    [15] 赵远, 张子静, 马昆, 徐璐, 吕华, 苏建忠.  高灵敏度的光子偏振激光雷达系统 . 红外与激光工程, 2016, 45(9): 902001-0902001(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0902001
    [16] 杨远洪, 刘硕, 陆林, 靳伟.  基于保偏光子晶体光纤Sagnac干涉仪的温度不敏感压力传感技术 . 红外与激光工程, 2016, 45(8): 802002-0802002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0802002
    [17] 雷景丽, 晏祖勇, 李晓晓, 刘延君, 武刚, 侯尚林.  近零超平坦色散填充光子晶体光纤的温度特性 . 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3740-3743.
    [18] 李晶, 王巍, 王学锋, 杨学礼.  光子晶体光纤陀螺标度因数特性研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(12): 4082-4087.
    [19] 冯云松, 路远, 凌永顺.  发射率对飞机蒙皮温度及红外辐射特性的影响 . 红外与激光工程, 2013, 42(2): 294-299.
    [20] 杨芳, 张鑫, 贺岩, 陈卫标.  采用高速伪随机码调制和光子计数技术的光纤激光测距系统 . 红外与激光工程, 2013, 42(12): 3234-3238.
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-06-11
  • 修回日期:  2019-07-21
  • 刊出日期:  2019-10-25

温度对碲锌镉光子计数探测器计数性能的影响及机理研究

doi: 10.3788/IRLA201948.1016001
    作者简介:

    李颖锐(1991-),男,博士生,主要从事碲锌镉光子计数探测器设计方面的研究。Email:13409215437@163.com

基金项目:

工业和信息化部项目(MJ-2017-F-05)

  • 中图分类号: TB34

摘要: 基于线阵光子计数探测器模块,实现了碲锌镉探测器的光子计数应用。研究了大剂量X射线下碲锌镉探测器的计数性能,发现碲锌镉光子计数探测器根据其典型计数性能可分为两类:C1,C2。分析了这两类典型的光子计数探测器的计数性能与X射线能谱响应特性、前放脉冲信号上升时间以及碲锌镉探测器缺陷水平的内在联系,在此基础上研究了温度对C2类碲锌镉光子计数探测器计数性能的影响规律,升高温度可以抑制探测器的极化失效,提高计数率,且当温度升高至33℃时,探测器计数性能可得到显著改善。最后利用线阵光子计数探测器模块,获得了不同温度下C2类碲锌镉光子计数探测器的多能区成像结果,升高温度可以显著增加其图像衬度,提高成像质量。该研究为通过控制外部条件提高碲锌镉光子计数探测器性能提供了有效手段。

English Abstract

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