CdTe核輻射探測器及其脈沖信號處理方法.pdf

1、CdTe核輻射探測器是上世紀60年代發(fā)展起來的很有潛力的一種半導(dǎo)體核輻射探測器。CdTe具有較高的原子序數(shù)(Z=52,48)和較高的密度(6.2g/cm3)，所以它對X射線、γ射線的阻止能力高，吸收能力強，本征探測效率就高；同時，CdTe又有較大的禁帶寬度(Eg為1.5eV，300K)，而且呈現(xiàn)非常高的阻抗(109～1011Ω cm)，使得CdTe核輻射探測器可以在較大的溫度范圍內(nèi)工作。因此，CdTe核輻射探測器已被大量生產(chǎn)并應(yīng)用到多個

2、研究領(lǐng)域，在空間物理、宇宙飛船、天文學、高層大氣物理、反恐、防恐、反走私中對特殊材料的檢查控制、核保障和核材料生產(chǎn)加工處理、核醫(yī)學、劑量監(jiān)測等方面有著重要應(yīng)用，對人類社會的進步與發(fā)展、未知世界的探索起到不可估量的作用。
　　 同時我們也應(yīng)該看到，CdTe化合物半導(dǎo)體探測器自身存在的缺陷：禁帶相對較窄，電子、空穴遷移率的不均衡導(dǎo)致電荷收集不完全；此外探測器輸出的信號還受到電子線路固有噪聲，以及外來的各種干擾，如宇宙射線中的高能質(zhì)子

3、所產(chǎn)生的中子輻射、器壁的本底輻射線的影響，這些干擾疊加在信號上，使得信噪比降低，這些都影響探測器的能量分辨。為了提高CdTe化合物半導(dǎo)體探測器的能量分辨，我們發(fā)展了一種新的數(shù)字信號處理方法-根據(jù)最小殘差值的模型匹配方法，消除平板型CdTe探測器輸出信號所包含的噪音成分。
　　 首先，討論了CdTe核輻射探測器的制備、結(jié)構(gòu)、性能參數(shù)、平板型CdTe探測器γ射線輸出信號的獲取系統(tǒng)、電荷收集過程及其形成的脈沖波形，為脈沖處理方法的研究

4、打下理論基礎(chǔ)。
　　 其次，研究了不考慮消俘獲效應(yīng)的情況下的最小平均殘差值法。根據(jù)最小殘差值，從參照波形中找出與此實際輸出波形最相似的參考波形，作為此輸出波形的平滑曲線。通過這種信號處理，我們可以確定最初產(chǎn)生電荷的位置x，這樣我們就可以修正電荷收集的損失，并且可以估計脈沖高度分布。
　　 再次，通過不考慮消俘獲效應(yīng)的情況下獲得的參照波形與實際波形相比，我們發(fā)現(xiàn)實際波形的前沿與參照波形的前沿不是很好的吻合，這樣電荷的消俘獲