Conveners
第二分会场（RBS1）
- 奕 千 (中国科学院近代物理研究所)
多能计数型前端读出专用集成电路（简称ASIC）是高能物理实验、核物理实验、光子科学实验等领域半导体探测器系统的核心电子器件。匹配硅-PIN、硅微条、硅像素和碲锌镉（CZT）等半导体辐射探测器的计数型前端读出ASIC具有低噪声、抗辐射、高速率等特点，是近期研究的热点。由于同时集成低噪声模拟前端和高速数字电路，设计这类ASIC芯片具有很大挑战。本报告主要内容包括：1）研究背景及需求分析，将从X射线成像和个人剂量仪等应用分析对低噪声计数型ASIC的需求；2）计数型前端读出集成电路国内外进展及技术动态，介绍该领域国内外ASIC的进展、主要性能指标和技术发展趋势；3）计数型前端读出ASIC低噪声设计，将重点介绍室温下等效噪声电荷优于30e-(rms)的噪声模型和低噪声设计方法；4）低噪声计数型前端读出ASIC研制实践及应用，将介绍西北工业大学在面向个人剂量仪、X射线衍射仪和彩色CT等应用的AS...
X射线偏振是研究天体物理的重要工具，是除了光谱、时变、成像外的第四维度，通过它来研究天体物理学中一些重要的问题，比如中子星、伽马暴、黑洞等天体的磁场类型、辐射机制、结构演化等问题。宇宙X射线偏振探测器（Cosmic X-ray Polarimeter Detector，CXPD）是一个卫星载荷工作在550km高度的太空中，其主要由气体像素探测器（Gas Pixel Detector，GPD）和电子学组成。
CXPD电子学固件用于完成载荷在轨功能，包括科学数据采集、数据压缩、数据存储、与卫星平台的通信、载荷控制与监测、星上固件更新设计。GPD原始数据以图像帧为单位，固件使用流水线的方式实现图像帧的零压缩、腐蚀算法筛选与压缩前后帧输出，将在轨数据量由675GB/天压缩至0.154GB/天，压缩率为0.023%。载荷使用嵌入式多媒体卡（Embedded Multimedia...
大型强子对撞机升级后亮度将提高一个量级，为此，ATLAS合作组将采用领域内最前沿的硅探测器和电子学技术，建造全硅径迹探测器（Inner Tracker, ITk）。ITk项目组于2014年正式成立，作为首批单位，中国组加入外层硅微条径迹探测器升级项目，并且开展前端读出电子学芯片设计、探测器模块原型样机的设计与建造等工作。
高能粒子注入芯片将引起电子器件的位翻转等单粒子效应（Single Event Effect），为了在严苛的辐照环境下长期稳定工作，前端读出芯片ABCStar V1采用了三模冗余设计等技术来缓解单粒子效应的影响，提高系统抗辐照性能。为了验证芯片设计的辐射防护机制，我们将芯片暴露于高强度粒子束下，同时检测观察到的SEU来测量单粒子翻转的横截面。本次报告将介绍在中国散裂中子源CSNS的质子束流平台上， 通过单芯片测试系统研究ABCStar...
摘要：在高能物理领域，通常采用阵列式硅探测器确定粒子的径迹。近年来，随着半导体工艺的发展，探测器和读出电路集成到单片晶圆上的CMOS硅探测器的趋势日益显著。本论文将阐述单片high voltageCMOS硅径迹探测器读出芯片的具体设计。芯片采用HVCMOS 55nm工艺制程，以deep n-well作为电荷收集极，对p型衬底施加负向高压，粒子击中产生的电离电荷主要以漂移的方式快速地进入deep n-well，相比于采用标准CMOS工艺的MAPS（Monolithic Active Pixel Sensor）芯片，提高了电荷收集的速度。
电路设计目标是在满足所需指标的前提下，通过优化设计提高信噪比，减小芯片整体功耗和版图面积，并降低像素间的不一致性。单个像素读出电路也放置在deep...
脉冲辐射场物理诊断是流体动力学、激光及Z箍缩等高能密度物理研究的重要手段。通过高能射线透视研究目标成像或对自发脉冲辐射场强度时空分布进行测量，获取目标变化过程和特征规律的动态图像，用于检验理论设计模型等，是脉冲辐射场物理诊断的基本方法之一。精细化的脉冲辐射场图像诊断需要具有高时间分辨的多幅图像获取能力的成像设备，以记录高速物理现象的全过程图像。针对超高速物理过程精细图像诊断难题，开展了单台多幅图像获取ICMOS成像系统设计技术研究工作。本文介绍了实现单台多幅图像获取ICMOS相机的关键技术，包括CMOS图像传感器超快图像获取技术、纳秒级时间精度同步与触发技术、图像校正与处理等技术；本文给出了多画幅相机的总体结构与原理图，介绍了该ICMOS相机的基本硬件组成，研制了单台获取2幅以上图像的ICMOS样机。利用研制的多画幅ICMOS相机，开展了轻气炮弹丸超高速飞行过程图像诊断实验。实验中，...
塑料闪烁光纤探测器由闪烁光纤和光电转换器件组成，可实现对带电粒子位置的精确测量。随着闪烁光纤工艺和硅光倍增器(Silicon photomultipliers, SiPM)的发展，基于一维SiPM...
现有核辐射测量电路多基于PCB板级工艺实现，其集成度较低、信号损耗较大、易受环境干扰，因此无法在复杂辐射场中实现高精度测量。针对该问题，国外Amptek、Kromek、Cremat等科研机构和公司研发了采用薄厚模混合集成电路工艺的核辐射探测专用芯片，以提升复杂环境下电路的性能，而国内在该领域的研究相对滞后，成熟的芯片产品鲜有报道。
据此，本文开展了核辐射测量专用厚膜集成电路的研究，分别实现了探测器信号前置放大、滤波成形、基线恢复、峰值保持等核心单元厚膜集成电路的研制。上述专用集成电路采用成膜技术与表贴技术相结合的方式，在氧化铝陶瓷基板上实现电阻、电容、有源器件、导线的生长与互连，具有集成度高、寄生效应小、耐辐照、抗干扰等优点。实验测得，该专用集成电路与国外A111、A275、PH300等同类型芯片性能相当，输出信号信噪比、动态范围、时间响应特性等部分指标优于国外产品。
最后，基于...
