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根据光电导探测器的基本原理以及对国内外光电导探测器光阴极材料和各种光电导探测器结构进行的研究状况,设计了一种快响应硬X光光电导探测器。从理论上分析了影响探测器时间响应快慢的因素,并设计实验进行研究。为了达到“快响应”,探测器需要对光阴极材料进行选择,国内外专家对GaAs、InP、金刚石以及在各种条件下处理过的这些材料进行了研究,发现经过中子辐照的GaAs的电子寿命是最短的。所设计光电导探测器的光吸收材料选择了经过中子辐照的GaAs。
探测器的结构各种各样,但是调研发现同轴型光电导探测器具有其他结构没有的独特优点。为了能将光电导探测器的高频信号无畸变的传输出来,选择了同轴型的光电导探测器结构。
利用YLF(LiYF)激光器以及TDS3052B示波器测量了探测器的时间响应。结果表明:随着中子辐照通量的增加以及高压的增加,探测器的时间响应变快。最小达到了500ps的响应宽度。探测器的灵敏度随高压的增加而变大。
采用电子束蒸发法在室温下制备了二氧化锆及其掺钇二氧化锆薄膜。借助紫外分光光度计、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)测试了薄膜的透射率、表面结构。并研究了不同退火温度下对薄膜光学性质的影响。结果表明:退火温度的增加,使得薄膜表面微粒的尺寸变大。不同浓度三氧化二钇的掺杂对薄膜透射率影响很小。