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题名全数字PET关键器件硅光电倍增器研究进展
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作者
胡文韬
劳慧
邱奥
谢庆国
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机构
华中科技大学生物医学工程系
中国科学技术大学电子工程与信息科学系
武汉光电国家研究中心
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出处
《CT理论与应用研究（中英文）》
2024年第4期421-432,共12页
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基金
国家自然科学基金原创探索计划项目延续(多计数阈值全数字硅光电倍增器(62250002))。
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文摘
近年来,硅光电倍增器(SiPM)凭借其出色的性能表现,已经成为正电子发射断层成像(PET)中的首选光电转换器件。SiPM具有单光子分辨能力和低于100 ps的时间分辨率,使得精确测量光子到达时间成为可能,催生了飞行时间PET、光子计数计算机断层扫描、正电子素寿命显像等新兴应用领域,这些应用又对SiPM的性能提出了更高的挑战。因此,如何将SiPM性能推进至其物理极限已成为新一代SiPM的研究的关键方向。在传统的SiPM架构中,信号经过多次处理和模数转换,带来噪声增加和时间性能恶化的问题,从而限制了SiPM的性能潜力。随着半导体制造工艺的快速发展,SiPM可在标准CMOS工艺节点上制造,标志着可以将数字逻辑集成在SiPM器件内,这是SiPM领域的一次重大突破,使我们能在单一SiPM内实现更精确的时间、能量、位置信息获取,为推进SiPM达到性能极限提供了一条可能的途径。本文综述SiPM的发展历史、工作原理和性能参数,分析传统SiPM的局限性,梳理数字SiPM研究的关键问题,介绍当前几种数字化SiPM架构,最后对数字SiPM的关键技术进行总结和展望。
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关键词
硅光电倍增器
弱光探测
全数字
光子计数
多计数阈值
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Keywords
silicon photomultiplier
low-light detection
All-Digital
photon counting
multi-count threshold
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分类号
TP391.41
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
R817.4
[自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
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