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【FAQ】多像素光子计数器(MPPC)

#常见问题

Q1: 关于SiPM的时间分辨问题,请问影响SiPM时间分辨的是SiPM整体的电容大小还是每个像素的电容?比如相同面积的SiPM,其像素尺寸不同,时间分辨会有不同吗?或者像素尺寸一样,但是SiPM尺寸不同,他们又有什么不同呢?


Q2: C14191 Data sheet上有写selectable amplifier usage,想请问这个放大器的放大倍率为多少,是20还是有其他值可以选择?


Q3: 请问贵公司有沒有這塊板子的cutoff frequency跟放大器放大倍率的关系图, data sheet上写说cutoff frequency在使用amplifier时为40Mhz,我们这边的应用需要到150~200Mhz。


Q4:请问mppc module C14193-1325SA中的放大器放大倍率及cutoff-frequency为 多少?


Q5: C14488 MPPC电源如果需要外部电压控制的话,温度系数应该如何从50mV/℃进行调整?


Q6: 滨松的MPPC的产品型号的含义是什么?


Q7: 为了对S13360系列MPPC进行温度补偿,热敏电阻是否有推荐?


Q8: 关于SiPM的干扰问题,主要有什么方面影响?


Q9: 使用C14156给MPPC供电时,强光下测试输出高压不稳?


Q10: 为什么在温度变化的环境里使用MPPC需要加温度反馈?


Q11: MPPC中的APD像素与常规APD之间有什么不同?


Q12: S15639的封装热阻是多少? New


Q13:MPPC是否像PMT一样,在上电过程中受到强光照射后容易损坏? New


Q14:MPPC偏置电压极性有没要求? New



Q1: 关于SiPM的时间分辨问题,请问影响SiPM时间分辨的是SiPM整体的电容大小还是每个像素的电容?比如相同面积的SiPM,其像素尺寸不同,时间分辨会有不同吗?或者像素尺寸一样,但是SiPM尺寸不同,他们又有什么不同呢?


鲍泽宇(bzy@hamamatsu.com.cn)


关于SiPM时间分辨的问题我们需要分为两个部分:

1)在固定脉冲回波光子数和和固定Over-voltage(即超过Vbr的工作电压差)的情况下 上升时间与粹灭电阻的电容值相关,由于滨松使用的是金属粹灭电阻且不同像素的粹灭电阻均相同,因此对于时间分辨率的影响也相同。 至于SiPM像素电容,影响的是MPPC的恢复时间部分,对于时间分辨没有影响。

2)在固定Over-voltage的情况下,提高窄脉冲的回波光子数可以改善时间分辨 3)在固定回波光子数的情况况下,提高Over-voltage可以改善时间分辨

以上2)3)为某论文测试结果,使用近似δ函数的ps激光器测试得出。


Q2: C14191 Data sheet上有写selectable amplifier usage,想请问这个放大器的放大倍率为多少,是20还是有其他值可以选择?


鲍泽宇(bzy@hamamatsu.com.cn)


评估板只有直接输出和20倍电压增益,没有其他档位了。


Q3: 请问貴公司有沒有这块板子的cutoff frequency跟放大器放大倍率的关系图, data sheet上写说cutoff frequency在使用amplifier时为40Mhz,们这边的应用需要到150~200Mhz。


鲍泽宇(bzy@hamamatsu.com.cn)


40MHz的不够的话,只能不要通过这个放大器直接输出信号。


Q4:请问mppc module C14193-1325SA中的放大器放大倍率及cutoff-frequency为多少?


鲍泽宇(bzy@hamamatsu.com.cn)


对应1kΩ的跨阻值,截止频率为40MHz。


Q5:C14488 MPPC电源如果需要外部电压控制的话,温度系数应该如何从50mV/℃进行调整?


鲍泽宇(bzy@hamamatsu.com.cn)


温度系数tcr(mV/degC) = 40 x Vtcr(V) + 8


Q6:滨松的MPPC的产品型号的含义是什么?


于杰(yj@hamamatsu.com.cn)


一些典型的MPPC产品命名规则如下:

Q7:为了对S13360系列MPPC进行温度补偿,热敏电阻是否有推荐?


于杰(yj@hamamatsu.com.cn)


对于S13360系列产品,可使用如下热敏电阻做温度补偿,或者相同性能产品。LP731JTTE102F3600的具体规格可以参考附件内容。

Q8:关于SiPM的干扰问题,主要有什么方面影响?


于杰(yj@hamamatsu.com.cn)


由于SiPM是半导体类产品,通常磁场不会对其产生太大干扰。主要从后续电路电磁干扰和杂散光方面考虑干扰问题。 因此,在遇到干扰问题时,需要考虑对后续电路供电电源稳定性、外部电磁屏蔽进行排查,确认焊接点的可靠性,接地线的连接等。 另外,由于SiPM是增益极高的器件,外部极微弱的杂散光都会对其输出信号产生影响,因此需要通过完全避光,光路设计,滤光设计等抑制杂散光。常见的杂散光噪声有日光灯的工频噪声,荧光灯管高达几十k的噪声等。


Q9:使用C14156给MPPC供电时,强光下测试输出高压不稳?


于杰(yj@hamamatsu.com.cn)


由于强光下,电源供电超过范围,在功率一定的情况下,会存在降低电压满足电路消耗的需求,因此有时候测试高压供电输出时候,发现电压有所下降。

Q10:为什么在温度变化的环境里使用MPPC需要加温度反馈?


于杰(yj@hamamatsu.com.cn)


MPPC的增益受温度影响。温度升高,晶格震动强烈,载流子在获得足够大的加速能 量之前撞击晶格的概率越大,电离发生的难度越高。如图1,反向电压不变,温度升高导致增益降低。为了维持稳定输出,需要根据温度变化调节反向电压,或者保持器件温度恒定。从图2 可以看到,以S13360-3050CS为例,使用温度反馈调节后,随温度边,增益基本不变。


Q11:MPPC中的APD像素与常规APD之间有什么不同?


于杰(yj@hamamatsu.com.cn)


APD在雪崩状态下进行工作,一般情况需要200-300V的偏压,可以获得几十倍到几百倍的增益;MPPC是工作在盖革模式下,在几十伏的偏压下,就可以获得106的增益。


Q12:S15639的封装热阻是多少?


鲍泽宇(bzy@hamamatsu.com.cn)


S15639封装的热阻约为370 degC/W,这个值是从另一个相似封装尺寸的MPPC S13720得出的,S15639的热阻暂时没有数据,不过我们认为和这个值接近。


Q13:MPPC是否像PMT一样,在上电过程中受到强光照射后容易损坏?


于杰(yujie@hamamatsu.com.cn)


由于MPPC与PMT工作原理的不同,在日常灯光的照射下,MPPC并不容易像PMT一样容易损坏。


Q14:MPPC偏置电压极性有没要求?


于杰(yujie@hamamatsu.com.cn)


MPPC可以采用正偏置电压和负偏置电压。偏置电压极性对MPPC的性能没有影响,可以根据实际情况选择偏置电压的极性。 我们所有的评估套件和评估pcb是由正偏置电压供电。


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