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基于CdZnTe晶体的2×2像素阵列探测器研究

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光电子．激光 2010年第5期21卷 639-643页

作者：王玺肖沙里张流强陈宇晓曹玉琳黎淼沈敏蔡欣蒋建重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400030 中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621900

根据CdZnTe(CZT)晶体的辐射探测理论,搭建了CZT像素阵列探测系统。采用241Am源研究了2×2像素阵列特性,得到了59.5keV能量γ射线能谱,最高能量分辨率为14.6%,并且各个像素性能差异明显,特别是边缘像素出现低能道区域计数增多,谱线向低... 详细信息

根据CdZnTe(CZT)晶体的辐射探测理论,搭建了CZT像素阵列探测系统。采用241Am源研究了2×2像素阵列特性,得到了59.5keV能量γ射线能谱,最高能量分辨率为14.6%,并且各个像素性能差异明显,特别是边缘像素出现低能道区域计数增多,谱线向低能方向轻微漂移。为优化辐射成像,对实验数据作了进一步研究。结果表明,晶体内部不均匀的电场是造成各个像素性能偏差,和边缘像素谱漂移的主要原因。在成像过程中可以通过针对性的补偿加以修正,从而提高探测器有效成像面积,优化成像质量。

关键词： CdZnTe(CZT) 像素阵列探测器能量分辨率

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像素阵列转化为S树的并行算法及其实现

计算机学报 1998年第7期21卷 611-618页

作者：杨勃陈虎陈国良中国科学技术大学计算机科学技术系合肥230027

本文提出了一种从像素阵列到S树转换的并行算法及其在曙光1000上的具体实现．它是采用叶码和树两相结合的方法对图像进行压缩编码的．这是一种对大型图像的有效表示方法，对图像的存储也十分有效．该算法首先采用模拟遍历线性树的方法... 详细信息

本文提出了一种从像素阵列到S树转换的并行算法及其在曙光1000上的具体实现．它是采用叶码和树两相结合的方法对图像进行压缩编码的．这是一种对大型图像的有效表示方法，对图像的存储也十分有效．该算法首先采用模拟遍历线性树的方法把二值图像转换成FD位置码，然后再把FD位置码转化成S树．同以往的树形编码相比S树具有较高的压缩比、较好的压缩速度．该算法串行时间复杂度是O（n2），用P个处理器可以在O（n2／P）时间内完成（n是像素阵列的维），从而达到成本最优．

关键词： S树像素阵列并行算法图像处理图像编码

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基于硅基光电微显示像素阵列的驱动电路设计

基于硅基光电微显示像素阵列的驱动电路设计

作者：许栋梁电子科技大学

学位级别：硕士

微显示技术是近几十年来随着电子信息化进程加快而兴起的显示技术,它凭借微型化、轻重量和高分辨率等独到之处,已成熟运用在军工技术、医疗卫生、交通通讯等领域。其中,采用成熟的CMOS集成电路工艺制作的LED微显示器件更具特色,是一种... 详细信息

微显示技术是近几十年来随着电子信息化进程加快而兴起的显示技术,它凭借微型化、轻重量和高分辨率等独到之处,已成熟运用在军工技术、医疗卫生、交通通讯等领域。其中,采用成熟的CMOS集成电路工艺制作的LED微显示器件更具特色,是一种集成了微电子器件、光电系统和集成电路等的综合性器件,具有极为广阔的发展前景。本文立足于与标准CMOS技术完全兼容的硅基光源,基于使用该光源的光电微显示像素阵列而设计了一套完整的微显示驱动系统对其进行显示驱动,最终通过FPGA生成时序对显示产品进行验证。本文主要工作如下:（1）本论文讲述了微显示技术尤其是LED微显示技术的研究进程,通过研究硅基光源的发光机制,并以此使用0.18μm标准CMOS技术研制了一种新型硅LED产品。该新型光源为三端器件,工作在PN结反向偏置状态,栅极电压可以调控其发光强度,本论文详细介绍了其发光机制。同时通过流片验证了芯片的相关性能,该新型光源材料仅仅使用了硅,因此反向偏置击穿时会发出黄色可见光,发光性能良好。（2）本论文基于此新型硅基光源制作了像素结构及行列驱动电路设计。像素结构驱动方式采用半有源驱动,可以极大的节省阵列面积。基于像素结构的工作过程,完成了其阵列设计和SPI协议的时序驱动,并使用数字IC设计流程进行仿真验证和综合。（3）本论文对设计的光电微显示阵列进行了芯片封装,同时制作了其专用的PCB测试板。此驱动电路PCB板能自由选择FPGA串行通信接口或者USB串行通信接口,同时带有电平转换电路,能充分保证微显示阵列芯片的正常工作。（4）本论文选择Xilinx公司的Spartan-6 FPGA开发板,使用提供的配套设计分析工具Plan Ahead完成全部的FPGA时序逻辑设计与仿真验证。然后我们对整个驱动电路系统进行系统验证,检验发现微显示阵列能完全正常工作。最后还做了包括功耗、刷新率和发光强度等性能测试。其结果证明了本课题所设计的微显示阵列显示性能卓越,完成了本课题的研究目标。

关键词：微显示像素阵列驱动电路互补金属氧化物半导体

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积分型SOI像素阵列探测器的研究进展

积分型SOI像素阵列探测器的研究进展

第十六届全国核电子学与核探测技术学术年会

作者：卢云鹏刘义樊磊刘刚欧阳群核探测与核电子学国家重点实验室中国科学院高能物理研究所中国科学院研究生院

SOI像素阵列探测器的是近几年快速发展的一种新型硅基探测器。这种探测器的Sensor和ASIC电路直接集成在单个芯片上,集成度非常高。更为重要的是,Sensor可以全耗尽从而得到最好的探测效率,ASIC采用CMOS标准工艺从而得到最好的电路性能,... 详细信息

SOI像素阵列探测器的是近几年快速发展的一种新型硅基探测器。这种探测器的Sensor和ASIC电路直接集成在单个芯片上,集成度非常高。更为重要的是,Sensor可以全耗尽从而得到最好的探测效率,ASIC采用CMOS标准工艺从而得到最好的电路性能,这两者的结合使得SOI像素阵列探测器成为一种非常有吸引力的技术。在高能物理,空间实验,同步辐射,以及工业探测等领域,都有非常活跃的研究项目。本文首先简单介绍SOI的发展历史和总体情况,然后将重点放在我们设计的一款积分型SOI像素阵列探测器芯片上,介绍芯片的设计和初步测试结果,并对今后的研究方向进行讨论。

关键词： SOI 硅探测器电荷积分像素阵列

来源： cnki会议评论

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碲锌镉探测器载流子屏蔽效应非线性变化研究

光学学报 2015年第A01期35卷 60-65页

作者：黎淼肖沙里杨国强马跃东通用电气医疗集团CT探测器工程部北京100176 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400030

搭建了基于像素阵列碲锌镉晶体的辐射成像探测系统，采用X射线源完成了不同管电压条件下的成像探测实验。实验结果表明，在保持较高辐照通量的条件下，管电压的增大会导致探测器出现范围逐渐扩大的无信号响应屏蔽区域，无响应区域边缘... 详细信息

搭建了基于像素阵列碲锌镉晶体的辐射成像探测系统，采用X射线源完成了不同管电压条件下的成像探测实验。实验结果表明，在保持较高辐照通量的条件下，管电压的增大会导致探测器出现范围逐渐扩大的无信号响应屏蔽区域，无响应区域边缘像素出现非线性信号变化。进一步通过建立探测器有限元模型，求解了第一类边界条件电势泊松方程，仿真模拟了不同特征光子能量及线性衰减系数条件下，碲锌镉晶体内部电势及电场分布。仿真结果表明，随着入射光子能量及线性衰减系数的变化，辐照中心的晶体内部出现相对高电势区域，造成电子载流子迁移路径出现扭曲而使得相应位置像素电极无法获得载流子感应电荷信号；而晶体内部相对高电势区域范围的非线性变化，是信号屏蔽区域边缘的像素单元信号随着入射光子能量的增加出现非线性变化的主要原因。

关键词：探测器医学辐射成像射线诊断成像半导体像素阵列

基于高能γ源的CdZnTe成像探测器极化效应研究

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原子能科学技术 2011年第8期45卷 1005-1010页

作者：黎淼肖沙里王玺曹玉琳陈宇晓沈敏张流强重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400030 中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621900

应用第一类边界条件泊松方程,推导了碲锌镉(CdZnTe)探测器晶体内部电势分布,研究了CdZnTe探测器在137 Cs高能γ源成像探测过程中的极化效应。数值计算与实验结果表明:在低辐射注量率条件下,即CdZnTe晶体内部载流子电荷密度较低时,内部... 详细信息

应用第一类边界条件泊松方程,推导了碲锌镉(CdZnTe)探测器晶体内部电势分布,研究了CdZnTe探测器在137 Cs高能γ源成像探测过程中的极化效应。数值计算与实验结果表明:在低辐射注量率条件下,即CdZnTe晶体内部载流子电荷密度较低时,内部电势分布主要受外加偏压影响,晶体内部电势与偏压为线性关系,电场呈均匀分布。在高辐射注量率条件下,即晶体内部载流子电荷密度较高时,内部电势分布出现极化区域,电场分布发生扭曲,电子载流子向辐照区域外侧迁移,形成辐照中心无信号而辐照边缘区域仍有响应信号的极化探测图像。极化效应造成CdZnTe探测器探测性能严重退化,辐照边缘区域像素事件计数下降约70%。

关键词：辐射成像探测半导体探测器 CdZnTe 极化效应像素阵列

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碲锌镉面元辐射探测器堆积载流子屏蔽效应

强激光与粒子束 2011年第6期23卷 1433-1436页

作者：肖沙里黎淼王玺曹玉琳陈宇晓聂玲张流强重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400030 中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621900

采用铑(Rh)靶45kV X射线源进行了碲锌镉(CdZnTe)面元像素阵列探测器成像实验。实验结果表明:在探测距离1mm,管电压45kV条件下,管电流增大至20μA时,辐照中心区域像素单元信号丢失,出现围绕辐照中心区域的边缘高事件计数环形探测图像。... 详细信息

采用铑(Rh)靶45kV X射线源进行了碲锌镉(CdZnTe)面元像素阵列探测器成像实验。实验结果表明:在探测距离1mm,管电压45kV条件下,管电流增大至20μA时,辐照中心区域像素单元信号丢失,出现围绕辐照中心区域的边缘高事件计数环形探测图像。随着管电流的增大,无响应像素区域扩大,探测器总体事件计数明显降低。进一步根据泊松方程建立了CdZnTe晶体内部电势分布模型,仿真结果表明:单位面积光子通量为5×105 mm-2.s-1时,由于CdZnTe晶体较低的空穴迁移率,晶体内部存在堆积空穴载流子形成的高空间电荷密度分布区域。晶体内部电场产生扭曲,电子载流子无法迁移至对应阳极位置,导致辐照中心区域产生信号屏蔽效应。

关键词：辐射成像探测半导体探测器碲锌镉光生载流子屏蔽效应像素阵列

CZT面元像素探测器的研制及其幅度修正技术的实现

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光电子．激光 2011年第9期22卷 1277-1282页

作者：黎淼肖沙里王玺陈宇晓曹玉琳聂玲张流强重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400030 中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621900

根据CdZnTe(CZT)面元像素探测器基本原理,测试分析了像素阵列CZT晶体漏电流特性。建立了基于数字脉冲处理方式的11 mm×11 mm×3 mm尺寸4×4像素阵列CZT探测系统。采用137Cs 662 keV伽玛源测试得到探测系统响应脉冲幅度谱,平均能量分辨... 详细信息

根据CdZnTe(CZT)面元像素探测器基本原理,测试分析了像素阵列CZT晶体漏电流特性。建立了基于数字脉冲处理方式的11 mm×11 mm×3 mm尺寸4×4像素阵列CZT探测系统。采用137Cs 662 keV伽玛源测试得到探测系统响应脉冲幅度谱,平均能量分辨率为3.3%,全能谱峰(FWHM)为21.85 keV。采用数字脉冲幅度修正方法实现了对探测器像素单元信号处理方式的改进,角像素能量分辨率平均提高1.6%,像素单元最优能量分辨率为2.5%。实验结果表明,所搭建的4×4面元像素阵列探测系统具有高能量分辨率,幅度修正方法对边缘像素能谱性能有明显改进。

关键词： CdZnTe(CZT) 半导体探测器像素阵列幅度修正能量分辨率

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海浪方向谱的阵列测量方法研究

海浪方向谱的阵列测量方法研究

作者：张东亮国家海洋技术中心

学位级别：硕士

海浪的方向谱对于海浪及其相关领域的研究有重要意义,阵列测量是获取方向谱的一种常用方法。本文对方向谱阵列测量的三个方面,即阵列形式、谱估计算法和观测手段,进行了研究。本文主要内容如下:1.简要阐述海浪理论谱和基于理论谱的海浪... 详细信息

海浪的方向谱对于海浪及其相关领域的研究有重要意义,阵列测量是获取方向谱的一种常用方法。本文对方向谱阵列测量的三个方面,即阵列形式、谱估计算法和观测手段,进行了研究。本文主要内容如下:1.简要阐述海浪理论谱和基于理论谱的海浪数值模拟方法。2.详细介绍了四种常用谱估计算法,讨论了算法和阵列在应用中存在的问题。3.应用数值仿真的方法研究了方向谱的阵列测量技术。通过对单向和多向随机波浪谱估计结果的分析比较,研究了谱估计算法、阵列排列形式和波浪频段范围三者对谱估计精度的影响,得出的结论为阵列方法的应用提供了参考。4.在国内首次将阵列方法应用于实际海浪时间序列图像分析,即像素阵列方法。根据前面对阵列方法的研究,结合实际海面情况设计了阵列形式,选择了EMLM和BDM作为谱估计算法,分析了实际拍摄的海浪画面,平均波向计算结果和实际方向基本一致。最后分析了像素阵列方法中存在的问题,提出了改进的方案,为像素阵列方法进一步研究和应用打下了基础。本文研究了海浪方向谱阵列测量的相关技术,引进了新颖的方向谱观测方法。这种方法提供了一条方便、快捷、低成本获取方向谱的途径,有广阔的应用前景。

关键词：海浪方向谱最大似然法贝叶斯法像素阵列