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原文传递一种基于硅光电倍增器（SiPM）的正电子湮没寿命谱仪

专利名称：	一种基于硅光电倍增器（SiPM）的正电子湮没寿命谱仪
摘要：	本发明公开了一种基于硅光电倍增器(SiPM)的正电子湮没寿命谱仪，包括SiPM探测器模块，模拟信号处理模块，定时和甄别电路模块，数字化采集电路模块，符合单元和低压供电模块。SiPM探测器接收γ光子并产生闪烁光，闪烁光被SiPM转换成光电信号；光电信号通过模拟信号处理模块实现进一步的放大和降噪等处理成脉冲信号；脉冲信号被定时和甄别电路模块定时和甄别，得到γ光子的位置信息，能量信息和时间信息；这些信息被数字化采集电路模块采集，并由符合单元筛选成符合事件；所有模块均有低压供电模块供电。该正电子湮没寿命谱仪，能够提高测量精度，减少测量时间，大幅降低成本，降低电源供电需求，谱仪结构得到简化。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	安徽;34
申请人：	中国科学技术大学
发明人：	王海波;叶邦角
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-29T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-02T00:00:00+0800
申请号：	CN201910354382.0
公开号：	CN110082368A
代理机构：	北京科迪生专利代理有限责任公司
代理人：	杨学明;顾炜
分类号：	G01N23/00(2006.01);G;G01;G01N;G01N23
申请人地址：	230026 安徽省合肥市包河区金寨路96号
主权项：	1.一种基于硅光电倍增器(SiPM)的正电子湮没寿命谱仪，其特征在于：包括SiPM探测器模块，模拟信号处理模块，定时和甄别电路模块，数字化采集电路模块，符合单元，低压供电模块；其中： SiPM探测器模块由一个或多个硅光电倍增器(SiPM)和一个或多个闪烁晶体构成，SiPM探测器模块接收放射源衰变和正电子湮没所产生的γ光子，并沉积能量产生闪烁光，并将其转换为电信号；SiPM探测器模块数量有两个或两个以上；模拟信号处理模块：针对探测器模块的信号根据需要进行相关的滤波、成形、放大、极零相消和信号匹配处理，实现将SiPM的输出快信号的快速读出，满足高带宽和低噪声的要求；定时和甄别电路模块：包括定时模块和甄别模块，定时模块实现高精度的信号触发定时，以此触发的定时来作为γ光子沉积产生的时刻；甄别模块实现γ光子沉积的能量的判断，通过幅度或者电荷量的判断来甄别1.28MeV和511keV的γ光子； SiPM探测器模块，模拟信号处理模块，定时和甄别电路模块分别都有起始单元和停止单元，起始单元探测1.28MeV的γ光子和停止单元探测511keV的γ光子；数字化采集电路模块：将定时和甄别信号模块产生的数字脉冲信号进行采集，分析和处理光子的位置信息，能量信息和时间信息；再利用符合单元对光子的位置，能量和时间进行筛选，得到符合事件，将数据发送给计算机终端；符合单元：提供时间窗，完成符合事件的筛选，符合事件为相继发生的时间间隔小于符合分辨时间的事件，提高真符合效率，降低偶然符合计数率；计算机终端：终端中的上位机软件接收数据，并对数据处理得到时间谱，再通过软件解谱，得到样品的寿命。 2.根据权利要求1所述的一种基于硅光电倍增器(SiPM)的正电子湮没寿命谱仪，其特征在于：SiPM探测器模块包括硅光电倍增器件和闪烁晶体，其中硅光电倍增器件包括硅光电倍增器(SiPM)或者SiPM阵列或者APD阵列；闪烁晶体包括LYSO，LSO，LFS-3闪烁晶体，闪烁晶体通过光学硅油耦合在硅光电倍增器件上组成SiPM探测器模块，用于γ光子的探测。 3.根据权利要求1所述的一种基于硅光电倍增器(SiPM)的正电子湮没寿命谱仪，其特征在于：模拟信号处理模块包括模拟信号的读出电路，放大电路，滤波电路，极零相消电路及匹配电路，用于脉冲信号的快速放大和成形。 4.根据权利要求1所述的一种基于硅光电倍增器(SiPM)的正电子湮没寿命谱仪，其特征在于：定时和甄别电路模块包括前沿定时电路或者恒比定时电路和单阈或者多阈甄别电路，用于脉冲信号的定时和幅度(即电荷量)甄别。 5.根据权利要求1所述的一种基于硅光电倍增器(SiPM)的正电子湮没寿命谱仪，其特征在于：数字化采集电路模块包括可编程逻辑器件(FPGA)及其相关的周边电路，用于整个系统的位置信息，能量信息和时间信息的数据采集。 6.根据权利要求1所述的一种基于硅光电倍增器(SiPM)的正电子湮没寿命谱仪，其特征在于：计算机终端包括计算机及软件，软件包括上位机软件和分析时间谱的解谱软件，上位机软件用于与整个数字采集电路模块的参数控制和数据存储控制，解谱软件包括用于寿命谱解谱的一些软件，包括PATFIT或LT9.0。
所属类别：	发明专利