CN106526656A - 一种晶体测试平台均一性校正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种晶体测试平台均一性校正方法，晶体测试平台包含M×N个SiPM，每个SiPM的有效探测面积为X mm×X mm，SiPM间距为Y mm，每个SiPM的信号输出特性都存在一定差异，因此要进行均一性校正才能使晶体测试平台达到出厂要求。用于均一性校正的标准晶体阵列由M×N个尺寸为X mm×X mm×H mm的硅酸钇镥(LYSO)或(硅酸镥(LSO)晶体条组成，晶体条间距为Y mm，晶体条之间填充有白色不透明反光材料，阵列外围5个面均被白色不透明包裹。该标准晶体阵列所使用的每一根晶体条的光输出性能都经过了检测，整个校正过程无需使用放射源，一次采集便可获得校正所需所有数据，该方法可以大幅提升晶体测试平台均一性校正速度，从而降低晶体测试平台生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及核辐射探测技术领域，特别是涉及一种晶体测试平台均一性校正方法。
背景技术
硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier，简称SiPM)被越来越多地应用在核辐射探测及核医学成像领域。与PMT相比，SiPM拥有工作电压低，光电探测效率高，体积小，光输出均一性好，对电磁场不敏感，价格低(单位面积价格已降低至PMT的50％以下)等诸多优点。SiPM可以设计成M×N的阵列用来进行各种不同尺寸和形式(单根晶体，晶体阵列，晶体线列等)的晶体性能测量。
由于每个SiPM的信号输出特性都存在一定差异，基于SiPM阵列的晶体测试平台在出厂之前必须要进行均一性校正。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种晶体测试平台均一性校正方法，一次采集获得基于SiPM阵列的晶体测试平台所有输出通道的校正系数，迅速而准确地完成晶体测试体平台的均一化校正，降低晶体测试平台生产成本。
技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种晶体测试平台，包括晶体测试平台，所述晶体测试平台包括M×N个均匀分布设置的硅光电倍增管形成的SiPM阵列，每个所述硅光电倍增管的有效探测面积为X mm×Xmm，每个所述硅光电倍增管之间的间距为Y mm。
晶体测试平台的均一性校正所需的标准晶体阵列，所述标准晶体阵列设置在晶体测试平台上，所述标准晶体阵列包括M×N个尺寸为X mm×X mm×H mm的LYSO或者LSO晶体条，所述晶体条之间的间距为Y mm，所述晶体条六面均经抛光处理，所述晶体条之间填充有白色不透明反光材料；所述标准晶体阵列的侧面及上表面均被白色不透明反光材料包裹。
进一步的，16≥M≥1，16≥N≥1，M，N为正整数；8≥X≥1，8.2≥Y≥1.2，30≥H≥15。
进一步的，所述标准晶体阵列所使用白色不透明反光材料的反射率要高于98％。
一种晶体测试平台均一性校正方法：
标准晶体阵列所使用的每一根晶体条的光输出性能在组装成阵列之前都与同一个单通道的SiPM集合后进行了相应的检测，检测中使用LYSO或LSO晶体的自然本底辐射替代放射源，LYSO或LSO自然本底辐射的307keV能峰所对应的结果归一化后存储到一个M×N矩阵EStandard中；
将标准晶体阵列放在晶体测试平台上以后，标准晶体阵列的上部放置大块LYSO或LSO晶体，采集M×N个通道的307keV能峰所对应的结果，归一化后存到M×N矩阵ESiPM，最终每个SiPM通道均一性校正系数M×N矩阵ECorrection＝EStandard/ESiPM，将ECorrection写入到晶体测试平台固件中即可完成均一性校正。
进一步的，测试过程中标准晶体阵列与晶体测试平台探测器部分耦合方式为1:1空气耦合。
进一步的，所述晶体测试平台的上部放置的大块LYSO或LSO晶体的面积略大于标准晶体阵列。
有益效果：传统的晶体测试设备都是基于PMT，普通PMT一次只能测试一根晶体，而位置敏感型PMT测试晶体阵列时不同尺寸晶体阵列要进行不同的校正才能获得准确的结果。无论使用哪种PMT，都无法快速更换晶体条或晶体阵列，因为PMT每次开启都要进行预热才能达到最佳性能。基于SiPM阵列的测试平台，采取1对1耦合方式，通过配合不同光导，可以测量各种尺寸和形式的晶体，多个通道可快速同步采集，SiPM作为半导体元器件，供电后迅速达到稳定状态，可以频繁断电，因此更换晶体条或晶体阵列的速度远远超过基于PMT的测试设备。
然而由于单个SiPM之间的性能存在一些差异(如击穿电压，光电探测效率，暗噪声水平等)，当SiPM组成阵列之后用于晶体测试时，每个通道的输出信号都会存在一定差异，因此必须对SiPM阵列的每个通道进行均一性校正才能达到出厂要求。
本发明通过使用一个提前经过性能测试(定标)的LYSO或LSO标准晶体阵列配合大块LYSO或LSO晶体(替代放射源)，实现晶体测试平台的快速而准确地均一性校正。
附图说明
附图1为本发明标准晶体阵列的平面示意图；
附图2为本发明单根晶体条的立体示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
一种晶体测试平台，包括晶体测试平台，所述晶体测试平台包括M×N个均匀分布设置的硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier,简称SiPM)形成的SiPM阵列，每个所述硅光电倍增管的有效探测面积为X mm×X mm，每个所述硅光电倍增管之间的间距为Y mm。每个硅光电倍增管的信号输出特性都存在一定差异，因此要进行均一性校正才能够使晶体测试平台达到出厂要求。
晶体测试平台的均一性校正所需的标准晶体阵列1，如附图1和2所示，所述标准晶体阵列1设置在晶体测试平台上，所述标准晶体阵列1包括M×N个尺寸为X mm×X mm×H mm的LYSO或者LSO晶体条2，所述晶体条2之间的间距为Y mm，单根所述晶体条2六面均经抛光处理，所述晶体条2之间填充有白色不透明反光材料3；所述标准晶体阵列外围五个面，即侧面及上表面(除与晶体测试平台探测器部分即SiPM阵列接触的那一面)均被白色不透明反光材料3包裹。所述标准晶体阵列1所使用白色不透明反光材料3的反射率要高于98％。
其中，16≥M≥1，16≥N≥1，M，N为正整数；8≥X≥1，8.2≥Y≥1.2，30≥H≥15。
一种晶体测试平台均一性校正方法：
标准晶体阵列1所使用的每一根晶体条2的光输出性能在组装成阵列之前都与同一个单通道的SiPM集合后进行了相应的检测，检测中使用LYSO或LSO晶体的自然本底辐射替代放射源，LYSO或LSO自然本底辐射的307keV能峰所对应的结果归一化后存储到一个M×N矩阵EStandard中。
测试过程中标准晶体阵列1与晶体测试平台探测器部分耦合方式为1:1空气耦合。将标准晶体阵列1放在晶体测试平台上以后，标准晶体阵列1的上部放置大块LYSO或LSO晶体(面积比标准晶体阵列稍大)，采集M×N个通道的307keV能峰所对应的结果，归一化后存到M×N矩阵ESiPM，最终每个SiPM通道均一性校正系数M×N矩阵ECorrection＝EStandard/ESiPM，将ECorrection写入到晶体测试平台固件中即可完成均一性校正。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种晶体测试平台，其特征在于：包括晶体测试平台，所述晶体测试平台包括M×N个均匀分布设置的硅光电倍增管形成的SiPM阵列，每个所述硅光电倍增管的有效探测面积为Xmm×Xmm，每个所述硅光电倍增管之间的间距为Ymm。
2.根据权利要求1所述的一种晶体测试平台的均一性校正所需的标准晶体阵列，其特征在于：包括标准晶体阵列，所述标准晶体阵列设置在晶体测试平台上，所述标准晶体阵列包括M×N个尺寸为Xmm×Xmm×Hmm的LYSO或者LSO晶体条，所述晶体条之间的间距为Ymm，所述晶体条六面均经抛光处理，所述晶体条之间填充有白色不透明反光材料；所述标准晶体阵列的侧面及上表面均被白色不透明反光材料包裹。
3.根据权利要求1或2所述的一种晶体测试平台的均一性校正所需的标准晶体阵列，其特征在于：16≥M≥1，16≥N≥1，M，N为正整数；8≥X≥1，8.2≥Y≥1.2，30≥H≥15。
4.根据权利要求2所述的一种晶体测试平台的均一性校正所需的标准晶体阵列，其特征在于：所述标准晶体阵列所使用白色不透明反光材料的反射率要高于98％。
5.一种晶体测试平台均一性校正方法，其特征在于：
标准晶体阵列所使用的每一根晶体条的光输出性能在组装成阵列之前都与同一个单通道的SiPM耦合后进行了相应的检测，检测中使用LYSO或LSO晶体的自然本底辐射替代放射源，LYSO或LSO自然本底辐射的307keV能峰所对应的结果归一化后存储到一个M×N矩阵EStandard中；
将标准晶体阵列放在晶体测试平台上以后，标准晶体阵列的上部放置大块LYSO或LSO晶体，采集M×N个通道的307keV能峰所对应的结果，归一化后存到M×N矩阵ESiPM，最终每个SiPM通道均一性校正系数M×N矩阵ECorrection＝EStandard/ESiPM，将ECorrection写入到晶体测试平台固件中即可完成均一性校正。
6.根据权利要求5所述一种晶体测试平台均一性校正方法，其特征在于：测试过程中标准晶体阵列与晶体测试平台探测器部分耦合方式为1:1空气耦合。
7.根据权利要求5所述一种晶体测试平台均一性校正方法，其特征在于：所述晶体测试平台的上部放置的大块LYSO或LSO晶体的面积大于标准晶体阵列。
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