本论文介绍了一种基于CsI(Na)晶体像素阵列和ICCD相机的新型二维宇宙线粒子定位探测器。探测器的核心是一块由400个CsI(Na)晶体像素组成的阵列。晶体像素的尺寸为1mm×1mm，晶体像素厚2mm。这样的厚度可以保证沉积足够的能量(约为1MeV，对应约41，000个光子)。本实验使用外置像增强器作为系统前端的光放大器件。由于像增强器具有有限的光探测面积，所以为了保证ICCD相机能够探测到所有晶体像素的闪烁光信号，我们设计使用光纤阵列传输晶体闪烁光。光纤长度为30cm，直径为0.5mm，光纤一端耦合在晶体像素表面，另一端耦合在像增强器表面。前端的像增强器完成第一级光放大，然后ICCD相机内部的像增强器完成对光的第二级放大。最后，被放大的光信号记录在CCD芯片上，生成最终的图像，从而完成一个宇宙线事例的探测过程。　　 初步的实验结果表明，对于2mm厚、横截面1mm×1mm的CsI(Na)晶体像素阵列而言，其位置分辨可以做到小于0.5mm(晶体尺寸1.1mm/√12=0.32mm)。同时，在给定的cut条件下，如果令事例误判率(False Event Rate，FER)<1％，则对应的宇宙线事例的探测效率(Efficiency)约为11％。如果适当放宽对事例误判率的限制，那么宇宙线事例的探测效率会随之提高(例如当FER<5％时，探测效率约为20％)。　　 通过ICCD图像可以研究入射粒子的二维位置信息。每个光纤的位置是固定的，并且可以提前从实验中获得。这样，由于每次宇宙线事件中发光的光纤数目是有限的，而且光纤是独立的，所以，图像上光纤的位置便对应于该宇宙线粒子的入射位置。本论文研究的利用光纤阵列传输晶体像素阵列闪烁光的方法为今后制作更大面积CsI(Na)晶体像素阵列探测器提供了很好的实验参考。除了使用尺寸合适的光纤制作成阵列外，还需要收缩比合适的光锥器件。光纤阵列作为对大尺寸晶体像素阵列的第一级收缩，与光纤阵列相耦合的光锥器件是第二级收缩。经过这两种器件的级联耦合，我们可以最终将整个晶体像素阵列的像呈现在像增强器表面，进而实现对整个晶体像素阵列的探测目的，实现对入射在整个晶体像素阵列对应的范围内的宇宙线粒子的二维定位。