Transcript ILC実験に用いるMPPCの性能評価

ILCカロリメータに用いるMPPCの
性能評価
・ゲイン測定 (400, 1600 pixel)
・ノイズレート (400 pixel)
・レーザー測定 (1600 pixel)
•検出効率
•ゲイン
・今後の予定
２００６年５月１７日
•HPK訪問まで
光センサーグループミーティング
•それ以降
前田高志
ゲイン vs バイアス電圧 (@室温)
• Green-LEDの光をMPPCに入射して測定
• Gain vs Vbiasのフィット関数: Gain 
400 pixel
with x63 amp
– C … ピクセル容量
– V0 … ガイガーモード開始電圧
C
(Vbias V0 )
e
• 400pixel x2 は特性が非常に揃っている
• 1600pixelはゲインが低い(1.5~3 x 105)
400 pixel x 2
C = 0.13 ± 0.01 pF
V0= -67.6 ± 0.01 V
1600 pixel
C = 0.02 ± 0.01 pF
V0= -67.51 ± 0.01 V
ノイズレート vs バイアス電圧 (@室温)
• 400 pixel @ 室温
• 0.5光電子相当より
大きい信号をノイズとして
数えた。
• 測定を行ったVbiasの範囲
で、ノイズレートは0.5 ~
2.5 MHz程度。
• 1600pixelでの測定もすぐ
に行う予定
レーザーによる測定＠KEK
１６００ピクセルMPPC
~２５m
レーザースポット
（減光前）
• YAG Laser,  = 532 m (green)
• Pulse width~2nsec, rate~8kHz
• Spot size ~ 1m
ただしスキャン中にフォーカスが悪く
なってスポットが広がる。
MPPCの水平方向の傾き？
またはMPPC表面のアクリルの
曲面のせい？
• 減光フィルターにより、平均光量を
0~1フォトンにして使用
• 室温で測定
Special thanks to 田口君！
今回の測定
1600 pixel MPPC（311-31A-002-2）について、
• 1ピクセル内のスキャン
• ピクセル毎のスキャン（中心入射）
で、それぞれ
• 検出効率
• ゲイン
• クロストーク （まだ解析中）
のばらつきを測定
• バイアス電圧 = -70.0 V
• MPPCの信号をアンプで100倍に増幅
• ゲート幅 ~ 40 nsec
１ピクセル内のスキャン
• 1600ピクセル中の、ある1ピクセル内をスキャン
• 10x10=100点について、それぞれ10000イベントずつ
測定。
ピクセル内スキャン – 検出効率
N0.5pe
Efficiencyの定義 F =
N All
> 0.5 p.e.のイベント数
全てのイベント数
• 非常に広い不感領域がみられる
• 有感領域の割合は15~20％
• 有感領域内でのばらつき 6~11％
(統計誤差1-2%を含む)
ピクセル内スキャン – ゲイン
有感領域
x105
ADCCount
不感領域
ADCCount
• 有感領域内でのGainのばらつき
~2.7％(統計誤差 1~2%を含む）
• 400 pixel (by田口君)と同程度のばらつき
ピクセル毎のスキャン
• 1600ピクセル中の2領域、
それぞれ60,100ピクセルの中心にレーザーを入射
• 各ピクセル10000イベントずつ測定
領域A
(6x10ピクセル)
領域B
(10x10ピクセル)
センサー面
ピクセル毎の検出効率
(※結果は統計誤差 1~2%を含む)
領域A：
ばらつき = 5.6 %
センサー端側
領域B：
ばらつき = 2.8%
センサー端側
ピクセル毎のゲイン
x105
領域A：
ばらつき =9.3 %
センサー端側
x105
領域B:
• 統計誤差 1~2%を
含む
• センサー端は
ゲインが高い？
• 更なる測定が必要
ばらつき =2.7 %
センサー端側
今後の予定
HPK訪問までに、1600 pixel MPPCについて
• ノイズレート
• Linearity （測定中）
• P.D.E.
を可能な限り測定する。
HPK訪問以後は、400/1600pixel、または新たにもらう
MPPCについて、
• ゲイン / ノイズレート / Linearity / PDE
• それらの温度依存性
を測定する予定。
また、KEKレーザーが空き次第、
• 全ピクセルスキャン
• バイアス電圧を変えてのレーザー測定
も行う予定。
Backups
セットアップ