一种闪烁探测器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种基于SiPM光电倍增管的闪烁探测器，涉及核辐射探测设备技术领域，解决了闪烁体与SiPM阵列不匹配的技术问题。该基于SiPM光电倍增管的闪烁探测器，包括圆柱形闪烁体和呈圆形阵列设置在闪烁体上的多片SiPM光电倍增管，SiPM光电倍增管数量为2的倍数。本实用新型专利技术将SiPM光电倍增管按照一定角度圆形均匀排列，解决了与圆形闪烁体配合的问题，将所有的SiPM光电倍增管电路设计成一路输出，采用分组求和电路，在保持信噪比基础上，实现单通道读出，和传统的PMT使用方法相同，更方便的进行PMT替换；通过在SiPM光电倍增管间隙处设置漫反射膜，提高光子收集效率和均匀性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种闪烁探测器


[0001]本技术涉及核辐射探测设备
，尤其是涉及一种基于SiPM光电倍增管的闪烁探测器。

技术介绍

[0002]1985年以来，SiPM这一基于盖革模式下雪崩效应而制成的探测器以其高增益、时间分辨率好、对磁场不敏感、噪声低、工作电压低和单光子的测量精度高等优良性能在高能物理、空间探测、PET、DNA测序等多领域得到了长足的发展和受到了极大的重视。近年来，SiPM在核辐射探测领域，尤其是在闪烁探测器的更新和发展上，国内外多家研究机构已有相关探测器的研发和设计。闪烁探测器包括闪烁体和SiPM阵列。
[0003]本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：
[0004]闪烁体通常是圆柱形结构，因为圆截面有着更好的光收集均匀性，而SiPM量产单元(半导体流片，一般为方形的，圆形边角料)通常为方形结构，所以在组成阵列时一般也是方形密排结构，在与圆柱形闪烁体配合组成闪烁探测器时，存在形状不匹配问题。
[0005]若闪烁体直径与方形SiPM阵列对角线相等，会存在闪烁体有4个边缘没有SiPM覆盖的情况，这会导致探测器光收集不均匀的问题。若晶体直径与方形SiPM阵列边长相等，则SiPM阵列的4个角会超出闪烁体外缘，造成SiPM浪费。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于提供一种基于SiPM光电倍增管的闪烁探测器，以解决现有技术中存在的闪烁体与SiPM阵列不匹配的技术问题。
[0007]为实现上述目的，本技术提供了以下技术方案：
[0008]本技术提供的一种基于SiPM光电倍增管的闪烁探测器，包括圆柱形闪烁体和呈圆形阵列设置在所述闪烁体上的多片SiPM光电倍增管，所述SiPM光电倍增管数量为2的倍数。
[0009]作为本技术的进一步改进，所述SiPM光电倍增管设置有多层圆形阵列，相邻两层所述SiPM光电倍增管的圆形阵列正对或错位设置。
[0010]作为本技术的进一步改进，相邻两层所述SiPM光电倍增管的阵列间距相等。
[0011]作为本技术的进一步改进，所有的所述SiPM光电倍增管规格相同或不同。
[0012]作为本技术的进一步改进，还包括设置在所述闪烁体表面的漫反射膜，所述漫反射膜规格与所述闪烁体截面规格相同，且所述漫反射膜上对应于每片所述SiPM光电倍增管位置均设置有贯穿通过口。
[0013]作为本技术的进一步改进，所述闪烁体截面直径为3英寸；所述SiPM光电倍增管规格为6x6mm，数量为64片，分成5层设置；最外层的所述SiPM光电倍增管以15度夹角排布24片；第二层的所述SiPM光电倍增管以20度夹角排布18片，第三层的所述SiPM光电倍增管以30度夹角排布12片，第四层的所述SiPM光电倍增管以45度夹角排布8片，第五层的所述
SiPM光电倍增管以180度夹角排布2片。
[0014]作为本技术的进一步改进，64片所述SiPM光电倍增管的供电电路分为两组供电。
[0015]作为本技术的进一步改进，64片所述SiPM光电倍增管分为四大组并联设置，每大组包含16片所述SiPM光电倍增管，每大组16片所述SiPM光电倍增管分成四小组并联设置，每小组4片所述SiPM光电倍增管采用两串两并联的形式连接，每大组所述SiPM光电倍增管的输出端均连接一跨导放大器，四个大组的四个所述跨导放大器与一求和放大器并联。
[0016]作为本技术的进一步改进，每小组中两并联的所述SiPM光电倍增管上还并联有分压电阻。
[0017]作为本技术的进一步改进，每小组的所述SiPM光电倍增管输出端连接有隔离电阻。
[0018]本技术与现有技术相比具有如下有益效果：
[0019]本技术提供的基于SiPM光电倍增管的闪烁探测器，将SiPM光电倍增管按照一定角度圆形均匀排列，解决了与圆形闪烁体配合的问题，将所有的SiPM光电倍增管电路设计成一路输出，采用分组求和电路，在保持信噪比基础上，实现单通道读出，和传统的PMT使用方法相同，更方便的进行PMT替换；通过在SiPM光电倍增管间隙处设置漫反射膜，提高光子收集效率和均匀性。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1是本技术基于SiPM光电倍增管的闪烁探测器的结构示意图；
[0022]图2是本技术基于SiPM光电倍增管的闪烁探测器中SiPM光电倍增管的分组和电路设计图。
[0023]图中1、闪烁体；2、SiPM光电倍增管；3、漫反射膜；4、贯穿通过口；5、跨导放大器；6、求和放大器；7、分压电阻；8、隔离电阻。
具体实施方式
[0024]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本技术所保护的范围。
[0025]如图1所示，本技术提供了一种基于SiPM光电倍增管的闪烁探测器，包括圆柱形闪烁体1和呈圆形阵列设置在闪烁体1上的多片SiPM光电倍增管2，SiPM光电倍增管2数量为2的倍数。
[0026]需要说明的是，SiPM光电倍增管2的数量为2的倍数是为了便于电路设计时分组方便。
[0027]作为本技术的一种可选的实施方式，SiPM光电倍增管2设置有多层圆形阵列，相邻两层SiPM光电倍增管2的圆形阵列正对或错位设置。
[0028]更进一步的，如图1所示，相邻两层SiPM光电倍增管2的圆形阵列错位设置。
[0029]进一步的，相邻两层SiPM光电倍增管2的阵列间距相等。也就是说，每一层的相邻两个SiPM光电倍增管2之间的间距相等。
[0030]由于SiPM光电倍增管2的规格有多种，分别有1mm，3mm，6mm等，所以在本技术中，所有的SiPM光电倍增管2规格相同或不同。
[0031]如图1所示，作为本技术的一种可选实施方式，所有的SiPM光电倍增管2规格相同，均为6mm规格。
[0032]具体的，为了提高光吸收效率，还包括设置在闪烁体1表面的漫反射膜3，漫反射膜3规格与闪烁体1截面规格相同，且漫反射膜3上对应于每片SiPM光电倍增管2位置均设置有贯穿通过口4。
[0033]作为本技术的一种可选实施方式，闪烁体1截面直径为3英寸；SiPM光电倍增管2规格为6x6mm，数量为64片，分成5层设置；最外层的SiPM光电倍增管2以15度夹角排布24片；第二层的SiPM光电倍增管2以20度夹角排布本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于SiPM光电倍增管的闪烁探测器，其特征在于，包括圆柱形闪烁体和呈圆形阵列设置在所述闪烁体上的多片SiPM光电倍增管，所述SiPM光电倍增管数量为2的倍数。2.根据权利要求1所述的基于SiPM光电倍增管的闪烁探测器，其特征在于，所述SiPM光电倍增管设置有多层圆形阵列，相邻两层所述SiPM光电倍增管的圆形阵列正对或错位设置。3.根据权利要求2所述的基于SiPM光电倍增管的闪烁探测器，其特征在于，相邻两层所述SiPM光电倍增管的阵列间距相等。4.根据权利要求1所述的基于SiPM光电倍增管的闪烁探测器，其特征在于，所有的所述SiPM光电倍增管规格相同或不同。5.根据权利要求1所述的基于SiPM光电倍增管的闪烁探测器，其特征在于，还包括设置在所述闪烁体表面的漫反射膜，所述漫反射膜规格与所述闪烁体截面规格相同，且所述漫反射膜上对应于每片所述SiPM光电倍增管位置均设置有贯穿通过口。6.根据权利要求2所述的基于SiPM光电倍增管的闪烁探测器，其特征在于，所述闪烁体截面直径为3英寸；所述SiPM光电倍增管规格为6x6mm，数量为64片，分成5层设置；最外层的所述SiPM光电倍增管以15度...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙希磊，张大力，安正华，李新乔，熊少林，龚轲，文向阳，蔡策，常治，陈刚，陈灿，杜园园，高旻，高瑞，郭东亚，贺健健，侯懂杰，李延国，李朝洋，李刚，李陆，李旭芳，李茂顺，梁晓华，刘晓静，刘雅清，卢方军，卢红，孟斌，彭文溪，石峰，王辉，汪锦州，王于仨，王惠珍，文星，肖硕，徐岩冰，徐玉朋，杨生，杨家卫，易祁彬，张帆，张双南，张超月，张承模，张飞，赵小芸，赵一，周星，
申请(专利权)人：中国科学院高能物理研究所，
类型：新型
国别省市：