Transcript тестирование микропиксельных лавинных фотодиодов для

ТЕСТИРОВАНИЕ
МИКРОПИКСЕЛЬНЫХ ЛАВИННЫХ
ФОТОДИОДОВ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
В СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫХ СЧЕТЧИКАХ
Содержание
1. Обоснование работы
 2. Описание детектора
 3. Структура и принцип работы MAPD
 4. Подбор режима работы установки
 5. Тестирование диодов
 6. Заключение

1. Структура канала 211
5
7
6
4
3
2
1
1-первый дублет квадрупольных линз, 2- первый поворотный магнит, 3место установки счетчика, 4-корректирующая линза, 5- второй поворотный
магнит,6-второй дублет квадрупольных линз, 7-мишень.
2. Структура детектора
100
100
100
ФЭУ
Счетчики в первом
фокусе системы
ФЭУ
Сборка детектора
сцинтиллятор
оптоволокно
3
фотодиод
105
110
3. Структура MAPD
(Mircopixels Avalanche PhotoDiode)
Основные характеристики MAPD
Достоинства :
• высокое внутреннее усиление порядка 106-105;
• квантовая эффективность регистрации зеленого света
примерно в 2 раза выше, чем у ФЭУ;
• высокое временное разрешение (менее наносекунды);
• диапазон напряжений питания (25—60 В);
• слабая чувствительность к магнитному полю;
• компактность
Недостатки :
• Быстрый рост количества шумовых импульсов с ростом
напряжения питания;
• Температурная зависимость коэффициента усиления.
Число событий
Пример амплитудного спектра MAPD,
полученный от зеленого светодиода [12]
Заряд, каналы АЦП
4. Определение количества света,
попадающего на диод в реальных
условиях
ФЭУ
Экспериментальная установка по
определению интенсивности света от
источника
А
D
C
CAMAC
gate
hv
hv
PMT
Sсintillator
MAPD
Питание усилителя
PC
Амплитудные спектры фотодиода для
различных напряжений
Events
Events
U=48.5 B
U=47 B
Channels
Channels
Events
U=54 B
Channels
Экспериментальная установка по
тестированию фотодиодов
А
D
C
hv
CAMAC
gate
PMT
LED
hv
MAPD
Питание усилителя
LED
driver
PC
Сигналы с фотодиода, полученные от
источника (синий) и от светодиода (черный)
U=48.5 B, свет=77.4 относительных единиц
Events
Channels
Число фотоэлектронов
Зависимость среднего числа
фотоэлектронов от интенсивности
света
77.4 о.е.
Интенсивность света, каналы АЦП
5. Минимальный и максимальный
сигналы с фотодиода

U= 31 В

U= 34.5 B
Events
Events
Channels
Channels
Выбранный сигнал с фотодиода
U=33 B
Events
Channels
Распределение диодов по напряжениям
питания
<U>=32 B, Umin – Umax =2 B.
Заключение




Была определена интенсивность света, эквивалентная
интенсивности света, получаемой от источника заряженных
частиц ;
Была построена зависимость фотоотклика диода от
интенсивности падающего света ;
Из 33х фотодиодов были успешно протестированы 24
фотодиода, для каждого из них было найдено оптимальное
напряжение питания. Остальные 9 диодов были
отбракованы ;
Видно, что разброс по напряжениям питания небольшой
(+ -1 В), что подходит условиям настройки детектора.
Спасибо
за внимание!
Сигнал с ФЭУ
Пьедестал фотодиода
Зависимость квантовой эффективности
диода от длины волны падающего света
Вычитание пьедестала из сигнала
Events
Events
Channels
Channels
Events
Channels
U=31
U=32.5
U=34
U=31.5
U=33
U=34.5
U=32
U=33.5