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混合像素光子計(jì)數(shù)探測(cè)器（HPC）是結(jié)合了CMOS技術(shù)和光子計(jì)數(shù)技術(shù)的一種新型探測(cè)器,，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)X射線的直接,、高效率探測(cè)，同時(shí)可以保持較高的幀率,。相對(duì)于傳統(tǒng)間接探測(cè)和積分型探測(cè)器有更好的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù),。

 

HPC基本結(jié)構(gòu)、工作原理和三種工作模式

 

為什么叫混合像素光子計(jì)數(shù)探測(cè)器,？

HPC = Hybrid Photon Counting

    = Hybrid pixel (or microstrip) + single-photon counting

    =混合像素（或微帶）+單光子計(jì)數(shù)

 

混合像素光子計(jì)數(shù)探測(cè)器的結(jié)構(gòu)：

 

 

混合像素光子計(jì)數(shù)器總體上可分為2層：

l  感光像素（Pixelated sensor）

l  讀出像素（CMOS ASIC）

 

感光像素和讀出像素采用倒裝法,，通過銦球焊接粘合在一起，一個(gè)銦球?qū)?yīng)一個(gè)像素,，即通過焊接球?qū)崿F(xiàn)像素化,。每個(gè)像素對(duì)應(yīng)讀出芯片的一個(gè)處理單元。

 

工作原理：

每個(gè)像素相當(dāng)于一個(gè)探測(cè)器,，其讀出電子學(xué)包括放大器,、閥值比較器、計(jì)數(shù)器,、設(shè)置和讀出電路,。

 

光子打在感光像素上，生成電子-空穴對(duì),，電子或空穴被鄰近的像素電極收集,，經(jīng)放大器（通常是電荷靈敏放大器）放大后，送入比較器,。如信號(hào)幅度大于給定的閥值（外部輸入）,，像素計(jì)數(shù)器就增加一個(gè)計(jì)數(shù)。

 

混合像素光子計(jì)數(shù)探測(cè)器是利用半導(dǎo)體材料的光電效應(yīng)來接收和探測(cè)光信號(hào),。感光像素通過吸收光子產(chǎn)生電子-空穴對(duì),，電子-空穴對(duì)的數(shù)量正比于入射光子的能量，因此放大器輸出的信號(hào)脈沖幅度也正比于光子能量,。從而在外電路產(chǎn)生與入射光強(qiáng)度成正比的光電流以方便測(cè)量入射光,。因此，比較器閥值水平與光子能量直接相關(guān),。如從小到大（或從大到?。└淖儽容^器閥值，進(jìn)行多次測(cè)量,，就可以得到不同能量水平的光子流率,。再用數(shù)學(xué)方法處理，可以得到不同能量的光子流率和能譜,。

 

根據(jù)不同能量范圍和不同輻射類型,，可采用不同的半導(dǎo)體材料,，如Si、CdTe,、CdZnTe,、GaAs等。