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按照能带理论，晶体物质的电子能级属于两种能带：处于基态的已被电子占满的允许能带，称为满带；没有电子填入或尚未填满的容许能带，称为导带。它们被一定宽度的禁带所隔开。在晶体中，由于存在杂质原子以及有原子或离子的缺位和结构位错等，从而造成晶体结构上的缺陷。这些缺陷破坏了电中性，形成了局部电荷中心，它们能吸引和束缚电荷，在能带图上，也就是相当于在禁带中存在一些孤立的局部能级。在靠近导带下面的局部能级能够吸附电子，又称为陷阱；在靠近满带上面的局部能级能够吸附空穴，称为激活能级。在没有受到辐射照射前，电子陷阱是空着的，而激活能级是填满电子的。 当辐射照射晶体时，产生电离或激发，使满带或激发能级中的电子受激而进入导带，同时产生空穴。电子在晶体导带中自由运动，直到它们被陷阱俘获或重新陷入满带。在测量过程中对晶体加热，俘获的电子受热以后，获得足够的能量摆脱束缚跃回低能态，同时以可见光形式释放多余的能量。晶体受热时发光量越大，表征它接受的累积辐射量越大。2RGD3B型读出器的工作原理 热释光探测器受射线照射时能储存部分辐射能。它被加热时，这部分能量则以发光的形式放出，物质的这种特性称为辐射热释光(简称热释光，符号TL)。热释光强度随加热条件而变化，两者之间的函数关系称发光曲线。某段区间内发光曲线下的面积，即该段区间内总光子数与被测TL探测器在辐射场中的吸收剂量成线性关系。RGD3B型热释光剂量仪就是根据这种特性设计的。 为提高测量精度和改善整机的可靠性，用单片机控制加热测量过程。光学系统则将热释光探测器发射的光子高效率地收集到光电倍增管光阴极上转换成电流。调节光电倍增管的工作高压可调整其放大系数，从而控制仪器的灵敏度。仪器的灵敏度用一个光强恒定的参考光源校正。光电流经电流-频率(i-f)转换器变成脉冲信号；在单片机控制下对此脉冲作累积计数，结果由数码管显示。测量结果同时存入数据存储器供打印机记录并可供计算机调用。热释光探测器的发光强度，即i-f变换器的输出脉冲频率，其模拟量由电表指示并经接线端子输出；其数字量由RS-232c输出。(1)探头单元探头单元是由光电倍增管、光路系统、半导体致冷器组成的精密系统。热释光探测器受热发出的可见光，通过透镜聚焦后，投射到光电倍增管光阴极上，打出光电子，经倍增转变为电流信号输出。(2)加热温度控制器加热控制电路是受单片机控制的，加热器是用0.12mm的铬(20)、镍(80)电阻带冲压而成，其底面几何中心点焊有测温镍铬-镍铝热电偶，加热器由加热变压器次级提供电流，加热变压器的初级电源220V、50Hz是受可控硅回路控制的，它的次级约为1V、60A。(3)电流-频率转换器热释光仪中采用了电流-频率(i-f)变换器电路，直接将光电倍增管输出的平均电流转换成脉冲信号，且与计数器相匹配。(4)计数器单元对来自i-f变换器的脉冲作累积计数，剂量范围为0.01Gy(Sv)9.999Gy(Sv)；在计数过程中，能自动扣除预设本底，预设范围为0.009999Gy(Sv)。 (5)高压电源模块化高压电源为光电倍增管供电，输出电压为0-1100V，以数字表头显示高压值；装在前面板上的多圈电位器RW，用以高压调节，调节它可以达到调整输出电压即仪器灵敏度之目的，用参考光源校正灵敏度时，调节RW可使仪器灵敏度为希望值。(6)致冷温度控制为稳定仪器灵敏度并降低噪声，仪器采用半导体致冷器使光电倍增管处于恒温状态从而避免外界环境温度的影响。以帕尔贴效应原理工作的半导体致冷器通电后一端发热一端致冷