光子计数探测器的响应函数标定及校正方法

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光子计数探测器的响应函数标定及校正方法

许晓飞, 张丽, 王森

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许晓飞, 张丽, 王森. 光子计数探测器的响应函数标定及校正方法[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1217005-1217005(6). doi: 10.3788/IRLA201746.1217005

引用本文:

许晓飞, 张丽, 王森. 光子计数探测器的响应函数标定及校正方法[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1217005-1217005(6). doi: 10.3788/IRLA201746.1217005

Xu Xiaofei, Zhang Li, Wang Sen. Response function calibration and correction method for photon counting detector[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(12): 1217005-1217005(6). doi: 10.3788/IRLA201746.1217005

Citation:

Xu Xiaofei, Zhang Li, Wang Sen. Response function calibration and correction method for photon counting detector[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(12): 1217005-1217005(6). doi: 10.3788/IRLA201746.1217005

光子计数探测器的响应函数标定及校正方法

doi: 10.3788/IRLA201746.1217005

许晓飞^1,2,
张丽^1,2,
王森^1,2

1.
清华大学粒子技术与辐射成像教育部重点实验室,北京 100084;
2.
清华大学工程物理系,北京 100084

基金项目:

国家自然科学基金（11435007，61527807）

作者简介:
许晓飞(1990-),男,博士生,主要从事光子计数探测器成像的算法方面的研究。Email:729908723@qq.com

中图分类号: TL814

Response function calibration and correction method for photon counting detector

Xu Xiaofei^1,2,
Zhang Li^1,2,
Wang Sen^1,2

1.
Key Laboratory of Particle &Radiation Imaging,Ministry of Education,Tsinghua University,Beijing 100084,China;
2.
Department of Engineering Physics,Tsinghua University,Beijing 100084,China

摘要: 建立了XCounter Flite X1型光子计数探测器的响应函数模型。利用X射线荧光作为射线源，通过蒙特卡罗方法，模拟了入射能谱与探测器材料中的能量沉积能谱。响应函数包括高斯函数与经验型的修正函数，修正函数由直线段构成，通过最小二乘的方法来确定其中的参数，探测器像素不一致性的校正包括阈值校正与响应函数的校正。把经过校正的模型结果与实验结果对比并计算平均误差，得到在各能量段下误差都小于2.5%的结果，利用该响应函数进行能谱恢复与材料分解，两者具有比较理想的结果，充分说明了该校正方法的有效性与准确性。
- 光子计数探测器 /
- 响应函数 /
- X射线荧光 /
- 蒙特卡罗方法
Abstract: A response function model for the XCounter Flite X1 photon counting detector was built. Using X-ray fluorescence as ray-source, the incident spectrum and the deposited spectrum were simulated by Monte Carlo method. Gaussian model and phenomenological model were used in the response function, while the parameters were determined by the least square method correspondingly. The inconsistency correction of the detector consisted of the threshold correction and the function correction. So that the error between the simulation result and experiment data was less than 2.5% in each energy bin. The spectral restoration and material decomposition result with the response function get much closer to the ground-truth, which shows the effectiveness and accuracy of the proposed method.
- photon counting detector /
- response function /
- X-ray fluorescence /
- Monte Carlo method

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光子计数探测器的响应函数标定及校正方法

doi: 10.3788/IRLA201746.1217005

1. 清华大学粒子技术与辐射成像教育部重点实验室,北京 100084;

2. 清华大学工程物理系,北京 100084

作者简介:
许晓飞(1990-),男,博士生,主要从事光子计数探测器成像的算法方面的研究。Email:729908723@qq.com

收稿日期: 2017-04-05
修回日期: 2017-05-03
刊出日期: 2017-12-25

基金项目:

国家自然科学基金（11435007，61527807）

中图分类号: TL814

关键词:

摘要: 建立了XCounter Flite X1型光子计数探测器的响应函数模型。利用X射线荧光作为射线源，通过蒙特卡罗方法，模拟了入射能谱与探测器材料中的能量沉积能谱。响应函数包括高斯函数与经验型的修正函数，修正函数由直线段构成，通过最小二乘的方法来确定其中的参数，探测器像素不一致性的校正包括阈值校正与响应函数的校正。把经过校正的模型结果与实验结果对比并计算平均误差，得到在各能量段下误差都小于2.5%的结果，利用该响应函数进行能谱恢复与材料分解，两者具有比较理想的结果，充分说明了该校正方法的有效性与准确性。

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