高性能近红外硅光电倍增管的设计

1

作者 陈力颖 左金 程传同 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2024年第6期73-79,88,共8页

为了进一步提高硅光电倍增管在近红外波段的光子探测效率,提出了一种平面型外延电阻淬灭型硅光电倍增管和一种基于倒金字塔结构的硅光电倍增管。通过各向异性腐蚀形成倒金字塔结构,在倒金字塔4个侧面以离子注入的方式形成p-enrich区域,... 为了进一步提高硅光电倍增管在近红外波段的光子探测效率,提出了一种平面型外延电阻淬灭型硅光电倍增管和一种基于倒金字塔结构的硅光电倍增管。通过各向异性腐蚀形成倒金字塔结构,在倒金字塔4个侧面以离子注入的方式形成p-enrich区域,增大了PN结的结面积,加大了有效光探测面积,提高了几何填充因子,从而在一定程度上提高了光子探测效率,并对相同掺杂浓度的平面型硅光电倍增管和基于倒金字塔结构的硅光电倍增管结构进行仿真。结果表明:2种器件的击穿电压约为-13 V;微单元尺寸为20μm、过电压6 V时900 nm处的平面型外延电阻淬灭型硅光电倍增管和基于倒金字塔结构的硅光电倍增管的光子探测效率分别为11.2%和15.6%,说明2种结构均能够对近红外波段的光进行有效探测,而基于倒金字塔结构的硅光电倍增管能够提高器件近红外波段的光子探测效率。 展开更多

关键词 硅光电倍增管 倒金字塔结构 近红外 光子探测效率

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硅光电倍增管偏置补偿电源电路的设计分析

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作者 葛莉 刘金莲 李昌 《通信电源技术》 2024年第6期10-12,共3页

硅光电倍增管是一种先进的固态光子探测技术,继承了传统光电倍增管(Photomultiplier Tube,PMT)的高性能特征,并以其独特的架构集成了大量工作在盖革模式下的SPAD,具有显著优势。硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier,SiPM)的工作击穿... 硅光电倍增管是一种先进的固态光子探测技术,继承了传统光电倍增管(Photomultiplier Tube,PMT)的高性能特征,并以其独特的架构集成了大量工作在盖革模式下的SPAD,具有显著优势。硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier,SiPM)的工作击穿电压会随着温度变化而出现漂移现象,影响内部增益的稳定性,并对图像重建精度和能量分辨率等关键性能指标产生不利影响。基于此,研发了一种能够实时适应环境温度变化的动态补偿电路,实现对SiPM的偏置电压精密调控,有效抑制因温度导致的增益漂移效应,使SiPM器件在不同温度条件下均能保持偏置电压稳定。 展开更多

关键词 硅光电倍增管(SiPM) 偏置补偿电源 动态补偿电路

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硅光电倍增管(SiPM)适配电路设计 被引量：6

3

作者 桑涛 郝晓剑 张根甫 《光电技术应用》 2015年第4期46-50,共5页

硅光电倍增管(Si PM)是一种新型的光电探测器件,具有增益高、灵敏度高、偏置电压低、对磁场不敏感、结构紧凑等特点。研究并设计了硅光电倍增管(Si PM)的适配电路,包括电源电路及跨阻放大电路。应用仿真软件对设计的电路进行仿真,并对... 硅光电倍增管(Si PM)是一种新型的光电探测器件,具有增益高、灵敏度高、偏置电压低、对磁场不敏感、结构紧凑等特点。研究并设计了硅光电倍增管(Si PM)的适配电路,包括电源电路及跨阻放大电路。应用仿真软件对设计的电路进行仿真,并对电路的结构参数进行了优化。最后,制作了适配电路。测试结果表明,该适配电路对频率100 k Hz的光信号有较好的输出响应,输出幅值达到伏级,满足设计要求。 展开更多

关键词 硅光电倍增管(Si PM) 光电探测 适配电路 电路设计

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基于波移光纤及硅光电倍增管的钚气溶胶测量系统 被引量：1

4

作者 夏文友 郝樊华 吴健 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期137-142,共6页

钚气溶胶测量是进行钚材料相关实验研究的基础。为了确保辐射安全,常需将钚材料密封于密闭容器内以实现对钚气溶胶的包容,商用钚气溶胶监测设备由于难以放入含钚密闭容器而不适用于该应用场景下钚气溶胶浓度的监测。使用ZnS(Ag)闪烁体... 钚气溶胶测量是进行钚材料相关实验研究的基础。为了确保辐射安全,常需将钚材料密封于密闭容器内以实现对钚气溶胶的包容,商用钚气溶胶监测设备由于难以放入含钚密闭容器而不适用于该应用场景下钚气溶胶浓度的监测。使用ZnS(Ag)闪烁体作为辐射灵敏材料放置于含钚密闭容器内,通过波移光纤将闪烁体信号引出密闭容器,并通过硅光电倍增管实现对闪烁体信号的采集,使用该技术路线建立的钚气溶胶测量系统能够用于密闭容器内钚气溶胶的测量。该测量系统可根据具体需求实现对探测器尺寸、形状的定制,具有功耗低,结构相对简单等优点,实现了密闭容器内钚气溶胶的远程就地测量,具备n/γ混合辐射场下α粒子甄别测量能力。 展开更多

关键词 钚气溶胶 闪烁体 波移光纤 硅光电倍增管 密闭容器

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基于硅光电倍增管探测器的小动物正电子发射断层成像装置的研究进展

5

作者 杨昆 刘新新 李晓苇 《山东医药》 CAS 2013年第13期95-96,98,共3页

正电子发射断层扫描仪（PET）是目前最先进的核医学成像设备之一，已被广泛应用于医疗诊断、药物开发和基础研究中。它利用正电子核素标记的放射性药物对生物体内的生理或生化过程进行示踪，通过断层成像的方式可无创获得生物体内的功... 正电子发射断层扫描仪（PET）是目前最先进的核医学成像设备之一，已被广泛应用于医疗诊断、药物开发和基础研究中。它利用正电子核素标记的放射性药物对生物体内的生理或生化过程进行示踪，通过断层成像的方式可无创获得生物体内的功能信息。小动物PET是为小型动物实验专门设计的一种无创伤的分子影像技术，是连接实验科学和临床科学的桥梁，在医药学中具有独特的价值。 展开更多

关键词 正电子发射断层成像 硅光电倍增管 固态光电探测器

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基于硅光电倍增管对塑料闪烁光纤衰减长度及光产额的研究 被引量：3

6

作者 程泽辉 余玉洪 +13 位作者 李公平 孙志宇 唐述文 方芳 陈俊岭 杨海波 孙宇 王世陶 章学恒 孙亚洲 闫铎 何志轩 张永杰 刘相满 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期340-347,共8页

作为外靶实验终端(ETF)飞行时间探测的关键探测器,起始时间探测器需满足承受高计数率、高时间分辨和位置分辨等需求。塑料闪烁光纤(PSF)作为起始时间探测器改进方案的一种考虑,其衰减长度、光产额等性能参数将直接影响探测器的实际性能... 作为外靶实验终端(ETF)飞行时间探测的关键探测器,起始时间探测器需满足承受高计数率、高时间分辨和位置分辨等需求。塑料闪烁光纤(PSF)作为起始时间探测器改进方案的一种考虑,其衰减长度、光产额等性能参数将直接影响探测器的实际性能。本工作基于硅光电倍增管(SiPM)和PSF搭建相应的测试平台,系统研究了SiPM SensL MicroFC-SMA-30035和PSF Kuraray SCSF-78J的实际性能。结果表明:所选型号的SiPM具有优秀的单光子分辨能力,在所选工作电压范围内具有高增益及良好的增益线性,且具有较好的线性响应;光子在光纤中的衰减由两种成分组成,芯层光的有效衰减长度为547.4 cm,包层光的有效衰减长度为15.5 cm,光纤有效光产额约为552光子/mm,实际光产额约为968光子/mm。测试结果表明,采用该PSF结合SiPM读出的方式满足新型起始时间探测器的要求。 展开更多

关键词 硅光电倍增管 塑料闪烁光纤 衰减长度 光产额

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基于硅光电倍增管的PET前端读出ASIC设计 被引量：1

7

作者 沈林凯 高德远 +2 位作者 魏廷存 高武 曾蕙明 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2012年第4期84-88,93,共6页

针对SPM探测器的特点,采用TSMC 0.18μm CMOS工艺,设计了基于SPM的PET前端读出ASIC芯片,包括RGC前置放大器、积分器、整形器、采样保持电路等能量测量电路,以及鉴别器、单稳态电路等时间测量电路.Hspice仿真结果表明,该电路能够完成对SP... 针对SPM探测器的特点,采用TSMC 0.18μm CMOS工艺,设计了基于SPM的PET前端读出ASIC芯片,包括RGC前置放大器、积分器、整形器、采样保持电路等能量测量电路,以及鉴别器、单稳态电路等时间测量电路.Hspice仿真结果表明,该电路能够完成对SPM探测器输出信号的读出和处理功能,满足PET系统设计要求. 展开更多

关键词 硅光电倍增管 正电子发射断层成像 前端读出电路 专用集成电路

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硅光电倍增管偏置补偿电源电路设计 被引量：3

8

作者 李飞 庞晓东 徐陈勇 《电子设计工程》 2023年第16期102-106,111,共6页

硅光电倍增管(SiPM)器件具有极强的温度依赖性,其温度变化最终会引起增益漂移,所以为了在温度波动的情况下保持增益相对稳定,该文研发设计了一款光电倍增管的偏置补偿电源电路。该设计通过NTC热敏电阻、STM32L1系列微控制器和精密运放... 硅光电倍增管(SiPM)器件具有极强的温度依赖性,其温度变化最终会引起增益漂移,所以为了在温度波动的情况下保持增益相对稳定,该文研发设计了一款光电倍增管的偏置补偿电源电路。该设计通过NTC热敏电阻、STM32L1系列微控制器和精密运放等实现可自动调整电源电路,微控制器通过计算出检测值与真实电压的关系,利用ADC检测值进行反馈调节的方式,最终实现SiPM偏置电压的精确调节。测试结果表明,该系统能补偿温度变化引起的输出电压漂移,该系统提高了探测器偏置电压的稳定性,从线性拟合结果来看,实际和理论偏置电压的线性相关系数为0.999 16,稳压器输出电压纹波电压小于1%。 展开更多

关键词 硅光电倍增管 STM32L1 温度补偿 NTC热敏电阻

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硅光电倍增器件(SiPM)的自动增益校正 被引量：13

9

作者 范鹏 许天鹏 +2 位作者 王石 刘亚强 马天予 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期4-7,共4页

硅光电倍增器件(SiPM)是近年来逐渐兴起的一种用于PET(Positron Emission Tomography)的光电探测器件。与传统的光电倍增管(PMT)相比,它有着尺寸小、工作电压低、对磁场不敏感等优点,但其缺点是增益对环境温度敏感。在PET探测器的研发中... 硅光电倍增器件(SiPM)是近年来逐渐兴起的一种用于PET(Positron Emission Tomography)的光电探测器件。与传统的光电倍增管(PMT)相比,它有着尺寸小、工作电压低、对磁场不敏感等优点,但其缺点是增益对环境温度敏感。在PET探测器的研发中,为了改善温度变化引起的增益漂移,设计了一个SiPM的增益校正系统。该系统通过测量环境温度对SiPM的偏置电压实时调节,从而保证其增益的相对稳定。最后对该系统对温度变化引起的SiPM增益漂移的抑制能力做了定量评估。采用增益校正系统后,在相似的温度变化范围内,SiPM的最大增益漂移由校正前的79.67%减小到11.03%。该结果显示此系统对温度变化引起的SiPM增益漂移具有良好的抑制能力。该系统能够补偿因温度变化引起的SiPM增益漂移,从而提高基于SiPM阵列探测器模块的PET系统的稳定性。 展开更多

关键词 硅光电倍增器件 增益漂移校正 精密电压控制

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硅光电倍增器在剂量测量中的应用现状与前景 被引量：6

10

作者 陈法国 韩毅 +1 位作者 于伟跃 沈华亚 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2016年第1期82-86,共5页

本文介绍了最近发展的新型硅光电倍增器(SiPM)在剂量测量中的应用现状和前景,分析了其暗计数率高(室温下0.1~10 MHz/mm^2)、对温度敏感、动态范围有限(通常只有2~3个量级)等问题。基于体积小、工作电压低、对磁场不敏感、增益高等特点,... 本文介绍了最近发展的新型硅光电倍增器(SiPM)在剂量测量中的应用现状和前景,分析了其暗计数率高(室温下0.1~10 MHz/mm^2)、对温度敏感、动态范围有限(通常只有2~3个量级)等问题。基于体积小、工作电压低、对磁场不敏感、增益高等特点,硅光电倍增器很适合代替传统的光电倍增管用于便携式剂量仪表。目前,利用脉冲幅度甄别、温度漂移实时修正的方法,可以有效地降低暗计数率高、温度敏感性的影响;但是,即便采用了符合测量、组合探测器等方法,测量范围仍然是限制SiPM在剂量测量应用的主要问题。 展开更多

关键词 硅光电倍增器 剂量测量 温度特性 辐照效应

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一种便携式硅光电倍增器模块及其在射线探测仪中的应用 被引量：1

11

作者 张国青 高秀秀 刘汉臣 《西安工程大学学报》 CAS 2018年第4期484-488,共5页

为了减小便携式射线探测仪的体积,提高仪器在苛刻环境下的使用寿命,研制了一种便携式的硅光电倍增器(SiPM,Silicon photomultiplier)模块,对其参数性能进行测试分析,并考察了其作为便携式乙丙种射线探测仪探头的可行性.将SiPM探测器、... 为了减小便携式射线探测仪的体积,提高仪器在苛刻环境下的使用寿命,研制了一种便携式的硅光电倍增器(SiPM,Silicon photomultiplier)模块,对其参数性能进行测试分析,并考察了其作为便携式乙丙种射线探测仪探头的可行性.将SiPM探测器、高压电路、射频信号放大电路、光收集接口集成在一个比手掌还小的模块中,将SiPM放大后的信号直接用BNC或SMA接口输出,以便进行放射事件计数或波形分析等操作.将SiPM模块代替便携式乙丙种射线探测仪的原配探头,配合碘化钠闪烁体,对60Co放射源进行了测量.测量结果表明,模块对60 Co放射源放射的射线响应明显,放射强度测量结果与用原配探测头测得的结果基本一致,说明将SiPM模块应用于便携式射线探测仪是可行的. 展开更多

关键词 硅光电倍增器 多像素光子计数器 模块 射线探测

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PET应用中的硅光电倍增器研究 被引量：7

12

作者 陈宗德 王玥 +4 位作者 李晨晖 陈文飞 杨茹 梁琨 韩德俊 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S1期650-654,共5页

本文介绍了硅光电倍增器(SiPM)研制所取得的最新进展及PET应用中SiPM的研究现状。新器件实验室(NDL)制造出光敏面积为2.2mm×2.2mm的SiPM器件,并将SiPM与2mm×2mm×10mm的LYSO晶体耦合,实验结果显示,器件探测FDG 511keV光... 本文介绍了硅光电倍增器(SiPM)研制所取得的最新进展及PET应用中SiPM的研究现状。新器件实验室(NDL)制造出光敏面积为2.2mm×2.2mm的SiPM器件,并将SiPM与2mm×2mm×10mm的LYSO晶体耦合,实验结果显示,器件探测FDG 511keV光子的能量分辨率达12.83%,符合时间分辨率达564ps。 展开更多

关键词 硅光电倍增器 PET 时间分辨率 能量分辨率

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外延电阻淬灭型硅光电倍增器的最新研究进展 被引量：1

13

作者 张琳 谢港 +4 位作者 刘宇霄 张慧霞 梁琨 杨茹 韩德俊 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第7期339-345,共7页

北京师范大学新器件实验室(NDL)一直致力于研制结构紧凑、工艺相对简单的外延电阻淬灭型硅光电倍增器(silicon photomultiplier with epitaxial quenching resistor,EQR SiPM)。近期为了满足硅光电倍增器(silicon photomultiplier,SiPM... 北京师范大学新器件实验室(NDL)一直致力于研制结构紧凑、工艺相对简单的外延电阻淬灭型硅光电倍增器(silicon photomultiplier with epitaxial quenching resistor,EQR SiPM)。近期为了满足硅光电倍增器(silicon photomultiplier,SiPM)在核医学成像方面的需要,NDL通过优化器件设计和制作工艺,成功研制出微单元尺寸为15μm、有效面积为9 mm~2的EQR SiPM。相较以往同类型器件,实现了器件暗计数率(dark count rate,DCR)的进一步降低同时保持了较高的光子探测效率(photon detection efficiency,PDE),在环境温度为20℃、过偏压为7 V时,DCR的典型值为226 kHz/mm~2、峰值PDE为46%。另外,为了进一步提升EQR SiPM的动态范围,NDL还研制出微单元尺寸为6μm、有效面积为9 mm~2、微单元数目为244720的EQR SiPM,在环境温度为20℃、过偏压为7 V时,DCR的典型值为240 kHz/mm~2、峰值PDE为28%,其较大的动态范围特别适合高能宇宙射线的测量、强子量能器等应用。 展开更多

关键词 硅光电倍增器 外延淬灭电阻 光子探测效率 暗计数率 动态范围

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硅光电倍增器剂量仪剂量线性测量及修正 被引量：1

14

作者 廖龙文 王立强 +1 位作者 郑健 邢桂来 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2018年第3期330-334,共5页

针对γ射线剂量增大时,硅光电倍增器(Si PM)剂量仪线性变差这一问题,利用实验数据拟合出Si PM剂量仪死时间,通过对计数率修正从而改善其用于γ射线剂量测量的剂量线性。实验结果表明,经过计数率修正的Si PM剂量仪不仅对其剂量上限处剂... 针对γ射线剂量增大时,硅光电倍增器(Si PM)剂量仪线性变差这一问题,利用实验数据拟合出Si PM剂量仪死时间,通过对计数率修正从而改善其用于γ射线剂量测量的剂量线性。实验结果表明,经过计数率修正的Si PM剂量仪不仅对其剂量上限处剂量线性得到较大改善,同时对测量不同能量γ射线源的剂量线性也得到较大改善,相对误差均由20%多减小到1%左右,可以更准确地测量辐射场中γ射线剂量。 展开更多

关键词 硅光电倍增器 剂量线性 平方反比 死时间

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硅光电信增管探测器温度补偿电源设计 被引量：3

15

作者 张猛超 李东仓 +2 位作者 徐小恒 张鹏鹏 杨磊 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2019年第6期781-785,共5页

本课题利用硅光电信增管(SiPM)的增益与电压成正相关特性,设计了具有温度补偿特性的SiPM探测器偏置电源,并进行了实验测试。测试结果表明:在恒温箱内不同温度下的137Cs全能峰测量,加入温度补偿后,137Cs全能峰的峰位道址变化从31.9%变减... 本课题利用硅光电信增管(SiPM)的增益与电压成正相关特性,设计了具有温度补偿特性的SiPM探测器偏置电源,并进行了实验测试。测试结果表明:在恒温箱内不同温度下的137Cs全能峰测量,加入温度补偿后,137Cs全能峰的峰位道址变化从31.9%变减小为1.3%,表明SiPM的增益具有良好的温度稳定性。 展开更多

关键词 硅光电倍增管(SiPM) 热敏电阻 温度补偿

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硅光电管-闪烁体探测器γ谱仪研制 被引量：2

16

作者 刘翎箭 许浒 +2 位作者 陈祥磊 郭智荣 屈国普 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2016年第10期1049-1052,共4页

实验研制了硅光电管-闪烁体探测器γ谱仪。该γ谱仪用硅光电倍增管代替普通光电倍增管作为闪烁体探测器的光学读出端,配置闪烁体探测器,构成新型γ谱仪。测试结果表明:新型γ谱仪随温度漂移变化程度大;能量线性较好,线性相关度R为0.9987... 实验研制了硅光电管-闪烁体探测器γ谱仪。该γ谱仪用硅光电倍增管代替普通光电倍增管作为闪烁体探测器的光学读出端,配置闪烁体探测器,构成新型γ谱仪。测试结果表明:新型γ谱仪随温度漂移变化程度大;能量线性较好,线性相关度R为0.9987;配置LaBr_3:10%Ce^(3+)晶体,其能量分辨率为4.3%~4.9%;配置NaI(TI)晶体,其能量分辨率为8.4%。 展开更多

关键词 闪烁体探测器 硅光电倍增管(Si PM) 温度响应 线性 能量分辨率

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大面积SiPM阵列混合模式读出电子学设计

17

作者 何雷 赵修良 +2 位作者 黄跃峰 侯会良 安焜豪 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第1期189-196,共8页

放射性物质的准确定位对于寻找“孤儿源”、核设施去污和退役、辐射防护最优化等至关重要。硅光电倍增管(silicon photomultiplier,Si PM)已广泛应用于闪烁体探测系统。为实现低成本大视野高分辨探测系统,通过测量ASIC(application spec... 放射性物质的准确定位对于寻找“孤儿源”、核设施去污和退役、辐射防护最优化等至关重要。硅光电倍增管(silicon photomultiplier,Si PM)已广泛应用于闪烁体探测系统。为实现低成本大视野高分辨探测系统,通过测量ASIC(application specific integrated circuit)芯片对输入信号的要求,仿真了电阻阻值与电阻网络输出信号上升时间之间的关系,设计了前置放大器用于适配ASIC芯片和电阻网络,利用电阻网络的信号通道压缩特性和ASIC芯片多路复用、高度集成等优点,设计验证了将两者优势相结合的混合模式读出电路。测试结果显示:读出电路RMS噪声约为2.73 m V,能准确测出^(241)Am点源的位置,定位正确率约90.87%。设计的混合模式读出电路将64路Si PM信号简化为4路,探测器输出信号通道数减少16倍,单个A5202模块能同时读出1024个Si PM单元,能极大降低大面积Si PM阵列读出的成本。 展开更多

关键词 硅光电倍增管 均衡电荷分配读出方法 ASIC芯片

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ALICE FoCal量能器电荷读出电子学研究

18

作者 吝守龙 胡坤 +20 位作者 孙鹏飞 胡守扬 许天驹 贾世海 宋金兴 李沛玉 智宇 陈雷 张昀昱 赵明锐 邓桂华 卢志永 靳尚泰 王浩祯 郭佳承 庄晓 蒋涛 张洞明 杨智棋 周静 李笑梅 《航天器环境工程》 2025年第1期22-28,共7页

为满足ALICE FoCal量能器升级中对高精度电荷读出和高速数据传输的需求,中国原子能科学研究院开展了基于现场可编程门阵列(FPGA)线性放电技术的高精度读出电子学研究。搭建了塑料闪烁体与SiPM耦合的测试平台,并开发了一套读出电子学原... 为满足ALICE FoCal量能器升级中对高精度电荷读出和高速数据传输的需求,中国原子能科学研究院开展了基于现场可编程门阵列(FPGA)线性放电技术的高精度读出电子学研究。搭建了塑料闪烁体与SiPM耦合的测试平台,并开发了一套读出电子学原型系统。该系统采用放大器芯片配合表面贴装电容和电阻搭建模拟前端,并利用FPGA线性放电技术实现高精度电荷数字化,同时集成了多板同步、数据获取和数据压缩功能,能够满足FoCal中密集SiPM信号读取以及高速数据传输和处理需求。实验结果表明,该系统实现了1100 pC的动态范围和0.25 pC的电荷分辨率,能有效应对FoCal的挑战。 展开更多

关键词 ALICE实验 量能器 硅光电倍增管 现场可编程门阵列 读出电子学系统

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SPM光电探测技术及应用 被引量：1

19

作者 李岩峰 郝晓剑 周汉昌 《电子质量》 2013年第12期41-44,50,共5页

硅光电倍增管SPM具有增益高（106）、体积小、工作电压低（~30V）、电磁干扰小等优点，特别适合应用于微光探测和体积要求小的光电探测领域。SPM具有的高灵敏度和微元结构，使其在单光子探测和计数领域得到了很好的应用。该文介绍了硅... 硅光电倍增管SPM具有增益高（106）、体积小、工作电压低（~30V）、电磁干扰小等优点，特别适合应用于微光探测和体积要求小的光电探测领域。SPM具有的高灵敏度和微元结构，使其在单光子探测和计数领域得到了很好的应用。该文介绍了硅光电倍增管的基本原理、基本结构，研究了其主要的特性参数---动态范围和偏置电压。并应用SPM构建了蓝宝石光纤黑体腔高温测试系统，对系统的响应时间进行了测试，得到其平均响应时间为36.67ms。 展开更多

关键词 硅光电倍增管 动态范围 偏置电压 蓝宝石光纤黑体腔温度传感器

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大尺寸BGO-SiPM探测器温度效应及能量分辨研究

20

作者 宋路洋 苏俊 +12 位作者 张立勇 陈俊锋 刘峰成 覃之巍 盛耀德 江信之 陈鑫 林棽 黄羿彤 王琳 谌阳平 金仕纶 卢飞 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第2期257-264,共8页

大型闪烁体γ探测阵列在核物理和核天体物理等领域的实验研究中发挥着重要作用。传统的光电倍增管(PMT)体积较大,对设计带来了诸多限制,进而影响阵列的效率、紧凑性和颗粒度等关键性能指标的提升,可采用体积更小的硅光电倍增器(SiPM)作... 大型闪烁体γ探测阵列在核物理和核天体物理等领域的实验研究中发挥着重要作用。传统的光电倍增管(PMT)体积较大,对设计带来了诸多限制,进而影响阵列的效率、紧凑性和颗粒度等关键性能指标的提升,可采用体积更小的硅光电倍增器(SiPM)作为替代方案。然而,与PMT相比,SiPM的性能对温度的敏感性更显著,这一效应和闪烁体自身的温度效应相互叠加,进一步增加了探测器的使用复杂性。本工作将6 cm×6 cm×12 cm的大尺寸锗酸铋(BGO)闪烁体和8×8通道的SiPM阵列耦合形成BGO-SiPM探测器,并对其在不同温度下的工作条件进行了测试,确定了其最佳工作电压,得到了最佳能量分辨率。同时,还采用PMT对同一BGO闪烁体进行读出(BGO-PMT探测器)并在相同温度下进行了对比测量。实验结果显示,当温度高于20℃时,SiPM迅速上升的暗电流会导致探测器能量分辨变差;20℃以下,BGO-SiPM和BGO-PMT探测器性能接近,但BGO-SiPM探测器的能量分辨率随温度降低的提升速度略优于BGO-PMT探测器,这主要归因于SiPM暗电流随温度降低而减小。此外,本工作还研究了20℃附近BGO-SiPM探测器峰道址随温度的变化关系。研究表明,大尺寸BGO-SiPM探测器性能相较BGO-PMT探测器具有一定的优势,但峰道址的温度敏感性更强,为SiPM在BGO探测阵列的应用提供重要参考。 展开更多

关键词 γ探测阵列 硅光电倍增器 锗酸铋闪烁体 温度效应 击穿电压 能量分辨率

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