Performance of microchannel plate based detectors for <25 keV x rays: Monte Carlo simulations and comparisons with experimental results

微通道板探测器对<25 keV x 射线的性能：蒙特卡罗模拟和与实验结果的比较

引用

Kruschwitz, C. A., Wu, M., & Moy, K. (2021). 基于微通道板的探测器对低于25 keV X射线的性能：蒙特卡罗模拟及与实验结果的比较。《科学仪器评论》，92(4)，043101。

关键词

  • 微通道板 (MCP) 探测器
  • X射线探测
  • 蒙特卡罗模拟
  • 实验验证
  • 灵敏度
  • 增益
  • 空间分辨率
  • 动态范围
  • 时间分辨率
  • 高能密度等离子体 (HEDP) 研究

简介

本文采用蒙特卡罗模拟并与实验结果进行比较，研究微通道板 (MCP) 探测器在探测能量低于25 keV的X射线时的性能。

摘要

本文研究了微通道板 (MCP) 探测器对能量低于25 keV的X射线的性能。作者创建了一个蒙特卡洛模拟，以研究 X 射线能量和入射角如何影响 MCP 探测器的灵敏度和空间分辨率。然后将模拟结果与实验结果进行了比较。

以下是主要发现：

  • MCP 增益灵敏度随着 X 射线能量的增加而降低，因为高能 X 射线可以穿透 MCP 更深层，从而导致电子级联在器件内部更深层启动。
  • 随着 X 射线能量的增加，MCP 灵敏度与入射角之间的关系从余切依赖性变为角度无关性，再变为正割依赖性。这种转变是由于高能 X 射线的穿透深度增加所致。
  • MCP 成像探测器的空间分辨率会随着 X 射线能量的增加而降低，主要是当 X 射线入射角不垂直于 MCP 表面时。
  • 由于高能 X 射线的穿透深度增加，反映探测器时间分辨率的栅极轮廓宽度会随着 X 射线能量的增加而增大。
  • MCP 的动态范围（即其可用的信号强度范围）可以通过改变施加的电压来调整。

模拟结果与实验数据吻合良好，证明了其对于设计和理解基于 MCP 的 X 射线诊断的实用性。

来源：https://pubs.aip.org/aip/rsi/article/92/4/043101/961168/Performance-of-microchannel-plate-based-detectors

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