普遍都知道熱成像的原理及應(yīng)用方向，但是對(duì)于接觸較少的輻射檢測(cè)總是模糊不清，好似能說出個(gè)大概卻又理不清思路。其實(shí)輻射檢測(cè)是根據(jù)放射性射線的物理性質(zhì)，利用專門的儀器、如輻射儀、射氣儀等，通過測(cè)量放射性元素的射線強(qiáng)度或射氣濃度來獲得放射性強(qiáng)度的一種物探方法。

   近段時(shí)間，有不少企業(yè)在咨詢關(guān)于硅光電倍增管的輻射光信號(hào)轉(zhuǎn)電信號(hào)測(cè)量方案。在了解過后知道了硅光電倍增管是一種新型的光電探測(cè)器件，其是工作在蓋革模式的雪崩二極管陣列的形式，具備增益高、靈敏度高、偏置電壓低、對(duì)磁場(chǎng)不敏感、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)勢(shì)。主要應(yīng)用領(lǐng)域是石油勘探、醫(yī)療等光探測(cè)技術(shù)。

   固態(tài)高增益輻射檢測(cè)器英文簡(jiǎn)稱(SiPM) ，其作用是在吸收光子后然后產(chǎn)生輸出電流脈沖。產(chǎn)生輸出的結(jié)果是依靠PN結(jié)的傳感器具有單光子靈敏度為基礎(chǔ)，可以檢測(cè)從近紫外(UV)到近紅外(IR)的光波長(zhǎng)。也可在此模塊中，加在MPPC上的高壓會(huì)隨著控制電壓(一般在3mV-5V) 進(jìn)行變化；從調(diào)節(jié)后到控制電壓，之后施加在SiPM的高壓到達(dá)設(shè)定電壓其之間相隔的時(shí)間被稱做Settling time，翻譯過來就是穩(wěn)定時(shí)間，簡(jiǎn)單來說則是SiPM調(diào)完控制電壓后需要多長(zhǎng)時(shí)間才能進(jìn)行使用。

 1、解決方法：

   輻射檢測(cè)模塊中，不包含SiPM裸管外，也會(huì)有少量的集成高壓電源和分壓電路。其中高壓電源中使用的振蕩電路(Oscillation Circuit) 會(huì)產(chǎn)生額外微小的電壓抖動(dòng)，從而使加在PMT上的高壓、PMT的增益甚至是連輸出的信號(hào)上都會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的抖動(dòng)，根據(jù)測(cè)試人員訴說的情況可以知道，測(cè)量信號(hào)電壓較小，頻率在幾百KHz，信號(hào)上升時(shí)間幾百ns到幾u(yù)s級(jí)別信號(hào)，此時(shí)需要查看的是光子檢測(cè)效率或PDE量化了SiPM檢測(cè)光子的能力。建議大家使用泰克TBS2102B示波器，其具備低噪聲設(shè)計(jì)、優(yōu)異的信號(hào)完整性、測(cè)量精準(zhǔn)可靠、100MHz帶寬、高2GS/s采樣率、5M記錄長(zhǎng)度等優(yōu)勢(shì)，跟進(jìn)測(cè)量信號(hào)則可使用前面板波形導(dǎo)航控制功能，可非常方便的進(jìn)行卷動(dòng)和縮放長(zhǎng)記錄。

   按照現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試來看，TBS2102B的測(cè)試效果比以前使用的示波器查看波形更加清楚。此方式則是利用TBS2102B示波器拍攝顯示SiPM輸出的離散性質(zhì)，被低級(jí)光的短暫脈沖照亮?xí)r的波形可發(fā)現(xiàn)大電壓8mv，上升時(shí)間953.1ns，幅度1.032V示波器可以獲取到完整清晰波形。如下圖所展示：

   跟隨著短時(shí)間的變化可以看到，上升時(shí)間為1us左右，大電壓下降到3mV，幅值下降到416mV示波器不止可以獲取到完整清晰的抖動(dòng)波形，還可以看到一些偶發(fā)信號(hào)。如下圖所示：

   SiPM中的擊穿電壓（V BD）是促使自我維持雪崩倍增的小（反向）偏置是控制SiPM工作的過電壓ΔV。增加過壓ΔV可改善PDE和SiPM性能。但同時(shí)有一個(gè)問題就是有一個(gè)上限，需要超過該上限，噪聲和其他干擾（隨過電壓而增加）就會(huì)產(chǎn)生干擾影響到SiPM操作。如下圖所示，是測(cè)試過程中上升時(shí)間發(fā)生了改變，信號(hào)波形發(fā)生抖動(dòng)噪聲。

2、我司國(guó)產(chǎn)高性價(jià)比替代數(shù)字示波器：SDS2000X Plus、SDS5000X、SDS6000 pro.

3、小總結(jié)：

   根據(jù)簡(jiǎn)單的了解我們可以知道硅光電倍增器是緊湊的固態(tài)光學(xué)傳感設(shè)備，具有高增益并能夠檢測(cè)低至光子水平的光。推薦使用的儀器，是上文提到的高性價(jià)比國(guó)產(chǎn)示波器，可以獲取到清晰的完整信號(hào)及噪聲，對(duì)工程師測(cè)試應(yīng)用帶來更好的改進(jìn)的SiPM噪聲及其限制。想要了解更多內(nèi)容的伙伴們可在線溝通，或聯(lián)系我們客服。