某小型酌相機用光電倍增管的挑選與排布.doc

某小型酌相機用光電倍增管的挑選與排布 彭麗男PENGLi-nan （北京濱松光子技術(shù)股份有限公司核醫(yī)療儀器部，廊坊065001） （DepartmentofNuclearMedicalEquipment，BeijingHamamatsuPhotonTechniquesINC.，Langfang065001，China） 摘要：某小型相機使用的光電倍增管（PMT）型號為CR173，挑選時依據(jù)高的能量分辨率，好的位置均勻性等原則進行初步選擇，然后復(fù)測其穩(wěn)定性，最終根據(jù)一致性原則決定應(yīng)用于每個探頭的光電倍增管組合。 Abstract:ThemodelofthePMTforthesmallcameraisCR173.Whenselectingthemforthedetector,weneedtoconsidertheenergyresolution,thepositionuniformity,thestability,andtheconsistency. 關(guān)鍵詞：光電倍增管（pmt）；陽極藍光靈敏度；閃爍體；高壓 Keywords:photomultiplier（PMT）；thesensitivityonpositivewithblue-ray（spb）；scintillator；highvoltage ：TL812：A：1006-4311（xx）34-0082-02 作者簡介：彭麗男（1982-），女，黑龍江肇東人，助理工程師，學(xué)士，研究方向為電子科學(xué)與技術(shù)。 0引言 Anger型相機使用多個光電倍增管（PMT）與平板型閃爍體配合進行探頭設(shè)計，作為探測器輸入部分，用于測試人體器官的功能。PMT的挑選和排布決定探測器的均勻性和穩(wěn)定性以及分辨率。因此如何挑選用于相機的PMT以及對挑選后的PMT進行有效排布，是探測器性能的關(guān)鍵因素。 1光電倍增管的挑選與排布 某小型相機選用的PMT為R6231，其典型值如表1所示，每個探測器使用19個。于平板型閃爍體上分三層排布，中心一個，中間圈6個，外圈12個共19個PMT，呈圓環(huán)形。 為了同一個探測器用的PMT得到一致性的輸出，主要從四個方面考慮：初步PMT選擇；復(fù)測試方法；對應(yīng)不同閃爍體厚度的測試值關(guān)系；閃爍體上排布。 1.1初步PMT選擇在初步挑選PMT時，藍光靈敏度為主要參考指標(biāo)。 其中，a為常數(shù)；k由電極的構(gòu)造和材料構(gòu)決定，一般在0.70.8范圍；n為倍增級數(shù)。 一般高壓與增益成正比，電流增益與陽極光照靈敏度線性相關(guān)（圖1）。隨著工作電壓升高，陽極光照靈敏度對數(shù)上升。同一個探頭使用的PMT應(yīng)保證相近的高壓，即相近的spb值。 1.2復(fù)測試方法 一致性測試。根據(jù)式（2），高壓與增益在對數(shù)曲線上成正比，由于正比關(guān)系，可以確定高壓，測試輸出幅值（道址）或者給定輸出幅值，測試高壓，以得到較接近的PMT，用于同一個探頭。 通過測試PMT的實際變化曲線確認(rèn)高壓與輸出幅值在對數(shù)曲線上正比（圖2），在使用范圍內(nèi)，高壓變化要慢于輸出幅值的變化。因此給定高壓測試輸出道址，可以得到更接近的PMT選擇結(jié)果。同時在此種情況下，可以驗證光電倍增管的穩(wěn)定性，因為高壓與spb值應(yīng)成比例1。 穩(wěn)定性測試。PMT的穩(wěn)定性測試一般測試方法為多次間隔對比測試法，不同測試時間下，測試結(jié)果發(fā)生漂移且超出規(guī)定范圍的PMT剔除選擇。 1.3閃爍體厚度與測試值關(guān)系閃爍體厚度不同，光輸出效率有所差異，通過實驗，對比不同閃爍體厚度下，同一光電倍增個在輸出一致情況下，高壓的差值關(guān)系，測試結(jié)果如表2。 根據(jù)測試結(jié)果可以看出，大面積閃爍體輸出同樣幅值所需高壓更高，同樣面積下，厚晶體所需高壓高。 根據(jù)上表測試，可以推算出，在使用6mm閃爍體時，高壓約為測試高壓+37V；在使用12.5mm晶體時，高壓約為測試高壓+125V。 1.4位置排布對于大面積閃爍體，不同位置時，光入射角度有差異，同一光電倍增管為得到同樣的輸出幅值，測試所加高壓不同，通過實驗測試，可得到如表3結(jié)果。 對12.5mm晶體，中間圈測試結(jié)果與中心管位偏高3.5%，外圈偏高18%；對6mm晶體，中間圈測試結(jié)果與中心管位偏高1.7%，外圈偏高8.5%，同一個探頭選擇時光電倍增管時，根據(jù)比例挑選并排布。 1.5其它因素測試裝置及操作手法也是必要的考慮內(nèi)容，同時光電倍增管是需要長時間穩(wěn)定的，還受到環(huán)境影響，因此影響的因素還包括：多道及前放電路放大，PMT穩(wěn)定時間，高壓穩(wěn)定性，硅脂耦合度，入射光通量（光強），環(huán)境磁場等，以上條件，應(yīng)在測試過程中盡量保持一致。 2結(jié)論 通過實驗證明，對于BHP6602型小型相機，其使用PMT挑選原則應(yīng)為skb10.5；排布時根據(jù)spb值定高壓測試1，劃分每個探頭使用PMT后，根據(jù)不同晶體厚度確定選擇PMT的排布比例，一般中間選擇道址較高（定高壓）外圈按比例降低。調(diào)試時給定高壓按照排布管位的測試高壓及晶體厚度推算得出。 參考文獻： 1李文娟，海霞.基于光電倍增管（PMT）的高速在線檢測控制方法J.電子元器件應(yīng)用，xx（01）. 2王?？?，呂云鵬.光電倍增管