Development of Liquid Crystal Optic Modulation Based X-ray Dosimeter by Using CdS Sensor

In this study, the liquid-crystal optical modulation X-ray detection system using a CdS which is a family of II-IV compound semiconductor was proposed. The system consist of the detector, the signal processing part, the liquid-crystal driving parts, microcontroller, and I/O parts, and was designed to be suitable for miniaturization and portable. In addition, the system can measure a wide range X-ray by using the detecting range selection. In order to evaluate the performance of the proposed system, the CdS sensor's output characteristics were confirmed in accordance with changes of dose, and excellent correlation was determined. And also, the optical penetration ratio was discussed in accordance with changes of the applied voltage by measuring the change of the liquid-crystal in accordance with changes of the applied voltage. Through these results, the characteristics of the liquid-crystal optical modulation system such as the excellent reproducibility and the noise immunity were confirmed. And we considered that the CdS cell-based liquid-crystal optical modulated portable X-ray detection system could be applied to compact, low-cost, portable system.

CdS 센서를 이용한 액정 광변조 X-선 검출 시스템 개발

본 연구에서는 II-IV 족 화합물 반도체인 CdS를 이용한 액정광변조 방식의 X-ray 검출 시스템을 제안하였다. 제안된 시스템은 검출부, 신호처리부, 액정 구동 및 투과량 측정부, 마이크로컨트롤러부, 입출력부로 구성되었으며, 소형화 및 휴대형에 적합하게 제작되었다. 또한, 검출 범위 선택을 통하여 광범위한 조건에서 측정이 가능하도록 구성하였다. 제안된 시스템의 성능을 평가하기 위하여 조사선량 변화에 따른 CdS 센서의 출력 특성을 확인하였으며, 우수한 상관관계를 확인할 수 있었다. 또한, 인가전압에 따른 액정의 변화를 관찰하여 인가 전압에 따른 광투과율을 측정하였으며, 높은 상관관계와 우수한 재현성을 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 통하여 본 연구에서 제안된 액정 광변조 방식의 특징인 우수한 재현성과 노이즈 내성 특성을 확인할 수 있었으며, 본 연구를 통하여 제안된 CdS 셀 기반 광변조 방식의 휴대형 X선 검출 시스템이 소형, 저가형, 휴대형 시스템으로 적용이 가능할 것으로 판단되었다.