光电器件性能标定方法研究

In nuclear physics and high energy physics experiments, the researchers developed a variety of new optoelectronic devices, but the related production and testing standards, not only keep up with such research and development progress, or cannot meet the needs of the test, but also to form a standard calibration method. Meanwhile, with the semiconductor, electronics, new instruments and other technology development, the calibration method of the photovoltaic device also requires further upgraded to meet the real needs.After long-term accumulation of the photoelectric device performance test, for the common two types of Vacuum electronic device and silicon based photoelectric device, we plan to study their performance of the Single Photon detecting, uniformity scanning, time characteristics, temperature effect, magnetic field effects, irradiation effect and absorption effect, and also the methods for these performance testing. We plan to develop a variety of special light sources and electronic data acquisition system, with low temperature, strong magnetic field, magnetic shielding and radiation environment combined, to study these photoelectric devices within a comprehensive assessment. We will build various hardware test systems, improve the testing process, form the standard calibration method, and also provide the professional calibration data for the researchers, who using these photoelectric devices. At the same time, we want to establish a number of industry standard test program for the photoelectric devices, and hope some of them could promote to be national standards.

在核物理和高能物理实验中，科研人员研发了多款新型光电器件，但相关生产和测标准的制定，没有跟上研发进度，或者不能满足测试的需要，更没有形成统一的性能刻度规范和标准。同时，半导体、电子学等技术的发展，新型仪器设备的出现，对光电器件的性能标定方法也需要进一步的更新升级，以满足现实的需求。经过长期的光电器件性能测试数据积累和总结分析，计划针对常见的两类电真空光电器件和硅基光电器件，研究其单光子测试、均匀性扫描、时间特性、温度效应、磁场效应、辐照效应和在介质中的吸收效应的测试方案和测试流程。为此，我们计划开发各种专用的光源和电子学数据获取系统，将其与低温、强磁场、地磁屏蔽、辐照环境相结合，全面评估各种常用光电器件的性能。在搭建各种硬件测试系统的同时，完善测试流程，形成测试规范，为使用光电器件的科研人员提供专业的样品性能标定测试。同时，建立一些光电器件的行业测试标准，并将其上升为国家标准。

在核物理和高能物理实验中，科研人员研发了多款新型光电器件，但相关生产和测标准的制定，没有跟上研发进度，或者不能满足测试的需要，更没有形成统一的性能刻度规范和标准。经过长期的光电器件性能测试数据积累和总结分析，计划针对常见的两类电真空光电器件和硅基光电器件，研究其单光子测试、均匀性扫描、时间特性、温度效应、磁场效应、辐照效应和在介质中的吸收效应的测试方案和测试流程。在设计各种硬件测试系统的同时，完善测试流程，形成测试规范，为使用光电器件的科研人员提供专业的样品性能标定测试。.针对实验室常见的大面积真空光电倍增管PMT和小面积Si-PMT，开展系列测试方案对比实验。规范测试条件和分析数据方法，尤其是针对单光电子谱的测试，形成了专门的测试文件供合作单位厂家使用。以我为主，协助PMT生产厂家完成了20吋大面积PMT批量测试平台建设，并完成专家验收和国际评估，相关测试方案将于2018年成为企业内部标准，目前正在申报国家标准。.开发了快时间分辨测试方案和系统，分别为基于VME+TDC测试系统的时间测试方案，基于快速采样型示波器的时间测试方案，时间分辨精度为25ps。并对实验室研发的一款FPMT的多个样品的时间特性进行研究评估。将便携式快时间分辨测试设备和地磁屏蔽系统、强磁场系统相结合，实现了在屏蔽地磁环境和强磁场环境下的光电器件的性能测试。同时，基于便携式电荷和时间测试系统，实现了在各种辐射环境下的晶体、闪烁探测器的性能标定方案和数据算法，快速批量测试相关样品。并研究辐射粒子在闪烁材料（晶体或者玻璃、陶瓷等）中的吸收重发射问题，采用实验室参与研制的多款FPMT，SiPM耦合多款闪烁晶体和中子闪烁晶体，进行了放射源实验和束流实验，经过多次实验，整理和形成完善的放射源实验规范和操作流程，尤其是在异地开展束流实验，积累了丰富的经验和实验准备操作规范，为今后束流实验的开展，锻炼了学生和奠定了工作基础。