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由于APD与CsI(Tl)的发光光谱更加匹配，具备获取更佳能谱测量效果的能力，因此可取代PMT和SiPM成为高能量分辨率CsI(Tl)测量系统中较优异的光电转换器。当前，国内外对大面积APD与CsI(Tl)晶体耦合的研究主要从光学耦合、读出电路和整形放大器等方面分析了对能谱测量系统性能的影响。但是，大面积APD具有远小于PMT和SiPM的内部增益、较大的结电容、较高的过量噪声等缺点，使得有效信号读出困难；与此同时，CsI(Tl)晶体的发光衰减时间较长，易产生脉冲堆积和基线漂移，降低了通过率和分辨率。而现有对CsI(Tl)耦合大面积APD的能谱测量系统的研究，未能针对上述问题提出解决方法。
因此，本文从前置读出电路、数字处理算法两方面开展改进方法的研究，并完成了高性能CsI(Tl)耦合大面积APD的能谱测量系统的研制。该系统具有以下显著特点：设计了Multi-JFET结构的前置读出电路，可匹配大面积APD探测器，实现高信噪比读出；同时，设计了数字脉冲处理器，实现了对称零面积数字梯形成形算法，提升脉冲通过率和能量分辨率。
通过对137Cs，241Am等放射源进行能谱分辨率测量，分别测得为4.35%@662keV，24.7%@59.5keV，实现对不同放射源的能谱响应测试；对241Am放射源在计数率1~50kcps的范围内进行能谱测量，测得59.5keV的全能峰分辨率由21.8%@1kcps变化为26.8%@50kcps，道址由461@1kcps变化为428@50kcps；相比于传统梯形成形的分辨率由18.8@1kcps变化为50.3@50kcps，道址由486@1kcps变化为396@50kcps均具有明显提升。
通讯作者：曾国强，成都理工大学，13881936804，zgq@cdut.edu.cn
