粒子探测模块
全计数、全解耦的全数字粒子探测器
粒子探测器研究组致力于粒子探测领域"全计数"与"全解耦"的技术体系突破：基于原创MVT方法，在保证数据轻量化的前提下实现全脉冲采集与波形数字化，通过高精度物理信息重建突破了时间、能量及位置等多参数测量的精度极限；通过模块化与标准化设计，将系统解构为接口统一、功能独立的模块，显著提升了集成效率与可维护性，并支持自动化校正与灵活扩展。团队成果已在医学影像、安检安防、石油勘探及高能物理等领域成功应用，有力推动了辐射探测方法及相关高端仪器装备的创新发展。
基于全数字化方法同时实现高时空分辨与高系统灵敏度
传统模拟脉冲处理方法依赖信号整形与判别环节，存在温度漂移、非线性失真等固有限制。本研究采用多电压阈值采样方法，在信号前端实现波形数字化采集，通过数字算法精准提取事件信息，避免了模拟电路引入的信号畸变。该数字化方法在保持高计数率的前提下，显著提升了时间、能量及位置的精度与稳定性，为高性能PET系统提供了高可靠性与一致性的技术解决方案。
高温环境中实现瞬发伽马的精准脉冲数字化
传统ARM、FPGA等主控芯片难以在高温下高频运行，高速ADC在高温环境中也存在性能衰退问题。在可控中子测井应用中，探测器需在175℃高温、0~14MeV能域及≥1Mcps瞬发计数率的严苛条件下工作。本研究将多电压阈值方法引入测井系统，该方法无高频时钟需求、无需脉冲展宽且其电路仅需少量比较器与DAC，适于高温环境。基于MVT的探测器已实现175℃下≥5Mcps的单通道计数能力。
射线探测与计量中高灵敏度与宽剂量率量程协同提升
辐射探测领域长期面临灵敏度与量程相互制约的难题：传统ADC方法扩展量程往往需牺牲灵敏度。本研究通过集成小尺寸、高增益硅光电倍增器与闪烁晶体，灵敏度较传统盖格计数器及半导体探测器提升1–2个数量级，探测阈值更低、精度更高、结构更紧凑。在信号处理方面，采用自研多电压阈值采样方法，在保持高灵敏度的同时提升计数通量，从而扩展剂量率量程，突破灵敏度与量程的制约关系。
多场景应用
光子计数CT
雷电探测
中子诊断
核聚变观测
动态过程成像
大物体成像
缪子成像
中子成像
资源平台
MVT-Pi
MVT-Pi是一款具有紧凑结构设计、高性能、高可靠性的多通道即插即用测量平台，其核心优势在于同时实现高精度的时间测量与幅度测量，能够精确捕获与分析高速电信号。凭借其卓越的并行处理能力、优异的信号完整性和稳定的数据传输性能，MVT-Pi可以为科研实验、工业检测与高速信号分析等关键领域提供理想硬件平台。
主要特性
—产品尺寸：110mm x 140mm x 50mm
—脉冲量化范围：0~4.1V
—支持通道数：6(支持定制扩展)
—阈值数量可配，最高支持16阈值设置
—时间测量精度：<25 ps
—阈值步进精度：<1 mV
—最大脉冲事件率：2 Mcps/ch
—输出带宽：1000 Mbps(支持定制扩展)
—运行功耗：<10 W
—支持外部复位控制
—支持外供时钟输入
—支持温度监测
MVT-Array
MVT-Array是一款高性能、模块化的多通道脉冲数字化平台，具有卓越的可靠性和信号处理能力。系统基于数字化电路架构实现信号调理与数字化电路的完全解耦，可灵活配置并支持大规模通道扩展。MVT阵列采集系统能够高效采集原始脉冲信息，为PET探测器研制、核辐射研究、X射线工业检测、大气瞬态发光事件以及宇宙射线观测等研究领域提供可靠的硬件平台。
主要特性
—产品尺寸：273mm x 135mm x 107mm
—脉冲量化范围：0~1.8V
-支持通道数：576
—阈值数量可配，最高支持8阈值设置
—时间测量精度：<25 ps
—阈值步进精度：<1mV
—最大脉冲事件率：2 Mcps/ch
—输出带宽：1000Mbps（支持扩展为10Gbps）
—运行功耗：<120 W
—支持输入脉冲基线偏置调节
—支持外部复位控制
—支持外供时钟输入
—支持温度监测
—支持过流保护、过压保护功能
—支持唯一ID设置
人才培养条件与平台
经过多年发展，团队已建设“核探测–硬件电子学–数据算法”垂直融合型技术平台，已形成下述核心能力：
— 系统级牵引设计与性能优化：以终端探测性能指标为导向，指导制定上游闪烁材料、光电器件及读出电子学关键参数，实现跨学科联合设计与系统级性能优化；
— ASIC协同设计与系统验证：深度参与专用集成电路设计全流程，主导芯片规格架构、指标定义、测试验证与系统级集成，确保ASIC与探测器系统性能精准匹配；
— 高频高速混合信号设计：具备射频前端设计、高速模拟电路及高密度互连设计能力，精通高频PCB布局与信号完整性优化，支撑高性能模数混合系统实现；
— 模块化可扩展电子学架构：涵盖从低成本到高性能的可编程FPGA平台，集成自研实时信号处理IP核，支持从低功耗便携设备到多通道高速采集系统的灵活部署；
— 系统集成与可靠性工程：集成热设计与仿真、结构优化与电磁兼容性（EMC/EMI）系统设计，通过环境试验与安规验证，保障严苛环境下系统长期稳定运行。