CsI 探测器

5.4 MeV alpha 注入深度大约为 27.7 um

晶体的包装

CsI晶体需要在入射面和光接收面打磨光滑,明显可以看出是透明的效果(加工的时候要求,还需要要求尽可能加工的平整)。

包装可能要用到的材料:

  • 2um mylar膜
  • 10um mylar膜
  • 生料带
  • 硅脂
  • T开头的一种纸(一种有点厚的纸)
  • 土豪金胶带

耦合PD/APD或者光电倍增管。

PD有金丝的为正信号,没有金丝得为地线。与硅类似,可以选择正面加高压也可以选择背面加高压。给金丝加负高压,输出信号为负信号,给地线加正高压,输出信号为正信号。

PD漏流应该在几个nA才合理。

耦合前应该用酒精先把CsI擦洗干净。在耦合面中心点上一点硅脂,然后PD水平放上去,轻轻挤压,让硅脂从中间一点扩散到整个面,这样的方法才能保证里面尽可能的不留下气泡(里面如果有气泡,抽真空之后气泡将会变得很大)。

耦合光电倍增管也是类似的。

关于侧面的包装,原则是包裹的越紧越好,根据实验探测器的摆放空间问题,选择不同的包装方式。

如果要测重带电粒子,前面入射窗面需要包 2um mylar膜(越薄mylar膜所带来的能损越小,mylar膜越厚,其自身厚度不均匀性所带来的能损差异较大),mylar膜的包装需要尽可能的拉平。如果仅仅测gamma射线,则入射窗面的处理可以与侧面的一样。

侧面的处理,如果空间足够的话,用生料带往侧面捆个五六圈(或者更过的)的就可以了。如果需要包的薄一些,可以先用生料带紧密包上一两圈,主要是生料带可以包的很紧,然后包一圈10um mylar膜,外面再包一圈Taylor纸。


关于PSD

Short/Long

多种方法


测试

耦合PD输出,采用理研的前放,1pF 20M参数

241Am alpha源。前放的噪声大概2mV左右,信号幅度在5mV左右。信噪比在1:1到2:1左右。上升时间在1us左右。

采用传统获取测试需要将其放大足够大,可以采用572A或者N568B主放(主放的信号会看到基线晃动的比较厉害,可能是前放的信号小,放大的倍数太大,基线都给放大了)。对35x35x100mm晶体,测试最好的分辨在百分之八左右。晶体越小,分辨应该会好些。如果用光电倍增管,分辨也会较好。

对数字化获取,由于其输出信号幅度小,CAEN插件采用前沿甄别,阈值需要设置的很低才行。XIA插件采用fast filter算法甄别,通过设置好甄别参数(例如FL:1us,FG:0.27us),可以获得较好的触发。还有个问题,如果输入量程较大(0-2V),而精度又较低(例如12bit),那么其高度将只有几个点,不利于能量计算。


20170529

尺寸35x35x100mm CsI(Tl) 耦合灵敏面积30x30mm的PD(S3584-08),采用理研前放,参数0.5pF、20M

241Am alpha源

降噪做好时,没加高压时候,噪声在正负5mV,加上高压之后,噪声在正负1.5mV,信号幅度10mV,上升时间为1us多。

传统获取采用N568B前放,将信号放大到V785的2000道左右。测量能量分辨最好在7.5%

XIA数字化获取(100M 14bit),能量分辨在 8.5%(通过优化参数应该还有一点提高的空间)。

20170530

尺寸15x15x5mm CsI(Tl) 耦合PD(S3204),理研前放,0.5pF、20M

241Am alpha源

加高压之前,噪声在正负5mV,加高压之后,噪声在正负2mV以内。信号幅度15mV

传统获取采用N568B前放,信号放大到ADC3000道左右。

© Hongyi Wu            updated: 2019-03-06 13:52:36

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