Characterization of large area APDs for the EXO-200 detector
R. Neilson, F. LePort, A. Pocar, K. Kumar, A. Odian, C. Y. Prescott, V. Tenev, N. Ackerman, D. Akimov, M. Auger, C. Benitez-Medina, M. Breidenbach, A. Burenkov,… 展开作者
R. Neilson, F. LePort, A. Pocar, K. Kumar, A. Odian, C. Y. Prescott, V. Tenev, N. Ackerman, D. Akimov, M. Auger, C. Benitez-Medina, M. Breidenbach, A. Burenkov, R. Conley, S. Cook, R. deVoe, M. J. Dolinski, W. Fairbank, J. Farine, P. Fierlinger, B. Flatt, R. Gornea, G. Gratta, M. Green, C. Hall, K. Hall, D. Hallman, C. Hargrove, S. Herrin, J. Hodgson, L. J. Kaufman, A. Kovalenko, D. S. Leonard, D. Mackay, B. Mong, M. Montero Diez, E. Niner, K. O'Sullivan, A. Piepke, P. C. Rowson, D. Sinclair, K. Skarpaas, S. Slutsky, V. Stekhanov, V. Strickland, K. Twelker, J. -L. Vuilleumier, K. Wamba, U. Wichoski, J. Wodin, L. Yang, Y. -R. Yen
EXO-200 uses 468 large area avalanche photodiodes (LAAPDs) for detection of scintillation light in an ultra-low-background liquid xenon (LXe) detector. We describe initial measurements of dark noise, gain and response to xenon scintillation light of LAAPDs at temperatures from room temperature to 169K - the temperature of liquid xenon. We also describe the individual characterization of more than 800 LAAPDs for selective installation in the EXO-200 detector.
Performance degradation of Geiger-mode APDs at cryogenic temperatures
本文提出了一种利用盖革模式雪崩光电探测器（GAPD）进行电荷记录的两相低温雪崩探测器（CRADs）。在这项工作中，我们报告的GAPD性能在低温下的退化，揭示在研究过程中的两相CRAD在Ar中，结合THGEM/GAPD矩阵乘法器; GAPD记录二次闪烁光子从THGEM孔在近红外。退化效应，即GAPD脉冲幅度的损失，取决于入射X射线光子通量。在4.4 mm 2的GAPD产生的光电子的临界计数率，降低其性能在87 K，估计为每秒10000。这种效应被证明是由于这种CPTA制造的GAPD类型的像素猝灭电阻的显著增加。虽然不影响低速率的稀有事件实验，所观察到的效果可能会施加一些限制的CRADs的性能与基于GAPD的光学读出在较高的速率应用。
Deep Diffused Avalanche Photodiodes for Charged Particles Timing
高亮度LHC（HL-LHC）的ATLAS和CMS的升级突出了物理对象计时作为解决束流交叉内主要相互作用的工具。由于预期的堆积是200左右，与r.m.s. 180 ps的时间扩展，需要大约30 ps的时间分辨率。对于桶和端盖区域，定时探测器将分别经历大约$Φ_{eq}=10^{14}$和$10^{15}$ cm $^{-2}$的1 MeV中子当量注量。在这方面的贡献，深扩散雪崩光电二极管（APD）的辐射监测设备生产的检查作为候选人的HL-LHC应用程序的定时探测器。为了提高探测器的定时性能，APD用于直接探测穿越的粒子，而不需要产生光的辐射体介质。具有$8\times8$ mm $^2$的有效面积的器件在射束测试中表征。使用光束望远镜和微通道板光电倍增管（MCP-PMT）测量作为检测器上的位置的函数的定时性能和信号特性。使用具有$2\times2$ mm $^2$的有效面积的器件来确定辐射损伤的影响，并使用ps脉冲激光来表征。这些探测器用高达$Φ_{eq}=10^{15}$ cm $^{-2}$的中子辐照。
