重离子治癌装置中γ-γ符合时间测量系统设计

摘要

为实现重离子治癌装置中γ-γ符合时间的高精度和高分辨率测量,设计实现了符合时间的测量系统,该系统主要由高速比较器构成的定时甄别电路和基于现场可编程逻辑阵列(FPGA)的时间-数字转换(TDC)电路构成.FPGA-TDC通过"粗"时间和"细"时间结合的方法实现精确的时间测量:"粗"时间测量采用二进制计数器实现,"细"时间测量基于片内缓冲器和寄存器阵列构成的级联延迟链实现.实测结果表明,该符合时间测量系统的本征时间间隔测量分辨好于276 ps(FWHM).构建了H8500耦合LYSO晶体阵列组成的测量系统,并对22Na 511 keVγ射线进行测试,结果表明时间测量精度优于1.12 ns(FWHM),且通过统计分析有效符合时间得到的晶体阵列位置映射散点图清晰.