2-67 闪烁探测器直流与脉冲标定的 γ光子灵敏度差异实验

刘国应 周殿忠 彭太平

　　常用的闪烁探测器g 光子灵敏度一般在直流 g 源或脉冲g 源下标定。长期以来，对这两个g 源下标定的灵敏度是否一致，一直存在异议。在目前还不能用理论解释的情况下，通过两个实验给予验证。

　　波长为650nm的半导体激光器做成的光源，在阈值电流I_th基础上，加直流驱动电流，激光器发出稳态光；加脉冲驱动电流，发出脉冲光，脉冲光的宽度取决于驱动电流脉冲的宽度。光电倍增管作为光电转换器件。稳态标定时，利用光功率计测量光功率P_稳态，电流计测量光电转换器的电流值I_稳态，可得到以mA/mW为单位的探测器灵敏度S_稳态。瞬态标定时，利用光功率计测量平均光功率P_平均，再测量占空比K，示波器显示的脉冲峰值电流为I_峰值，同样可以得到以mA/mW为单位的探测器灵敏度S_瞬态。实验中，测量了不同功率的直流光源下探测器的输出电流，得到了探测器的平均稳态灵敏度S_稳态。测量不同宽度脉冲光源下探测器的输出电流，得到平均瞬态灵敏度S_瞬态，两者比K = S_瞬态/ S_稳态 = 96%。

　　ST-401塑料晶体与光电倍增管组成的探测器，在钴源照射下，可有两种方法测量其输出电流：一种是用弱电流计测量，得到直流形式的输出电流I_直；另一种是在一定时间内，用示波器记录 g 光子入射到探测器中产生的总的脉冲个数并测量各脉冲的面积，得到所有脉冲的总面积，再除以示波器的输入阻抗和记录的总时间，可得到该探测器的脉冲形式的输出电流I_交。实验中，利用辐射强度的标准钴源，测量探测器直流输出电流I_直和脉冲输出电流I_交，对测量数据技校处理后，得到两者比值K¢ =I_交/I_直＝ 92%。

　　K和K¢ 的数据说明，闪烁探测器在直流g 源下标定与脉冲 g 源下标定所得到的灵敏度一致。