Time resolution analysis of detectors based on plastic scintillators coupled to silicon photomultipliers
研究了几种基于硅光电倍增器读出的塑料闪烁器的触发计数器在宇宙射线下的性能。使用数字波形分析测量效率和时间分辨率。所得结果与NICA重离子对撞机多用途探测器（MPD）触发子系统和核加速器（BM@N）重子物质有关。结果表明，计数器具有很高的效率和良好的定时性能。
2019-12-10 hep-ex physics.ins-det
Segmented scintillation detectors with silicon photomultiplier readout for measuring antiproton annihilations
欧洲核子研究中心反质子减速器（AD）的原子光谱和慢反质子碰撞（ASACUSA）实验构建了分段式加速器，用于探测和跟踪未来超导射频保罗反质子阱中反质子湮灭产生的带电π介子。一个由541个铸造和挤压的闪烁体棒组成的系统被安排在11个探测器模块中，提供了17 mm的空间分辨率。绿色波长移动光纤被嵌入到闪烁器中，并由灵敏面积为1 x 1 mm^2的硅光电倍增器读出。用动量为p ~ 1GeV/c的负π介子束测量了各种闪烁体结构的光电子产额。比较了各种光纤和硅光电倍增器、光纤终端以及光纤和倍增器之间的耦合。探测器也使用AD的反质子束进行了测试。由于硅光电倍增器的饱和，在反质子的高湮没率下出现非线性效应。
2014-03-03 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Test of scintillating bars coupled to Silicon Photomultipliers for a charged particle tracking device
本文报道了用硅光电倍增器读出闪烁体条的实验室试验结果。本方法是第一步，设计一个精确的跟踪系统放置在一个自由磁化体积内的低能量交叉粒子的电荷识别。所设计的系统被证明能够提供优于2 mm的空间分辨率。
2016-05-16 hep-ex physics.ins-det
A Tracking Fiber Detector based on Silicon Photomultipliers for the Kaos Spectrometer
美因茨微波加速器MAMI的Kaos光谱仪正在研制一种跟踪探测器，它采用两米长的反射光纤，由硅光电倍增器（SiPM）读出。结果从原型设置使用2毫米方形光纤和大面积SiPM读出。这种组合的检测效率被测量为在83%和100%之间，这取决于SiPM幅度上的阈值。采用基于物理模型的蒙特卡罗模拟来提取SiPM器件的光子探测效率。
2011-05-01 nucl-ex physics.ins-det
First results of systematic studies done with different types of Silicon Photomultipliers
所呈现的结果是在为了开发允许比较不同种类的硅光电倍增器的特性的设置和测量程序而采取的第一步骤期间获得的。研究了CPTA（俄罗斯）、Hamamatsu（日本）、ITC-irst（意大利）和SensL（爱尔兰）等公司生产的硅光电倍增器对弱光的响应。
2007-10-31 physics.ins-det
Characterisation of silicon photomultipliers based on statistical analysis of pulse-shape and time distributions
为了更好地理解许多应用中的信号和噪声，需要对硅光电倍增器探测器进行详细而准确的特性描述。所收集的信息是对制造商的有价值的反馈，以帮助他们改进性能。在本文中，我们提供了一个详细的描述，如何将这些光电探测器。通过对脉冲形状和时间分布的统计分析，得到了相关噪声概率、重要时间常数和光子探测效率。用不同的探测器对该方法进行了测试。失超电阻、击穿电压和暗计数率由IV特性测量。
2018-08-17 hep-ex physics.ins-det
Scintillation characteristics of a NaI(Tl) crystal at low-temperature with silicon photomultiplier
在93 ~ 300 K温度范围内，用硅光电倍增器（SiPM）直接作用于尺寸为0.6 × 0.6 × 2 cm 3的掺铊碘化钠（NaI（Tl））晶体，研究了晶体的闪烁特性。闪烁光输出和衰变时间是通过照射59.54 keV的γ射线从241 Am源测量的。我们观察到在230 K的光产额增加约20%相比，在室温下。在此条件下，NaI（Tl）晶体与SiPM耦合可以成为未来暗物质搜索探测器的良好候选者。
2021-10-07 hep-ex physics.ins-det
Characterization and on-field performance of the MuTe Silicon Photomultipliers
Muon望远镜是哥伦比亚的一个火山成像实验。它由闪烁体跟踪系统和用于粒子沉积能量测量的水切伦科夫探测器组成。MuTe在温度梯度高达$10$ $^{\circ}$ C的高海拔环境中自主运行。在这项工作中，我们的特点的击穿电压，增益和噪声的望远镜硅光电倍增器的温度变化跨越$0$ $40$ $^{\circ}$ C。我们证明了MuTe hodoscope的鉴别阈值必须高于5 pe，以避免由于SiPM暗计数、串扰和后脉冲而造成的污染。我们还评估了穆特计数率取决于昼夜温度变化。
2021-02-01 hep-ex physics.ins-det
Characterization of Silicon Photomultipliers for nEXO
硅光电倍增器（SiPM）是用于下一代液体氙双β衰变实验（如nEXO）的光探测器的有吸引力的候选者。在本文中，我们讨论了SiPM必须满足的要求，以适合nEXO和类似的实验，描述了两个测试设置由nEXO合作，并提出了SiPM的表征结果从几个供应商。特别是，我们发现，在氙闪烁光发射的峰值（175-178 nm）的光子探测效率接近nEXO要求测试FBK和滨松设备。此外，nEXO合作团队使用中子活化分析对几克裸露的FBK设备进行了放射性分析，表明40 K，232 Th和238 U的水平分别为<0.15，（6.9e10-4 - 1.3e10-2）和<0.11 mBq/kg。
2015-07-06 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Future use of silicon photomultiplier for KAOS at MAMI and PANDA at FAIR
本文对硅光电倍增器读出的双折射光纤的特性进行了研究，以期在光纤跟踪探测器系统中得到应用。目前正在考虑将这一概念用于美因茨微电子MAMI的Kaos光谱仪和FAIR项目的PANDA实验的超核物理方案的飞行时间启动探测器。讨论了粒子探测效率和时间分辨率的结果。总之，硅器件非常适合于检测来自双折射光纤的低光输出，只要发现触发方案来处理噪声率特性。
2011-05-01 nucl-ex physics.ins-det
Influence of X-ray Irradiation on the Properties of the Hamamatsu Silicon Photomultiplier S10362-11-050C
我们研究了剂量为0、200 Gy、20 kGy、2 MGy和20 MGy的X射线辐照对滨松硅光电倍增管（SiPM）S10362-11- 050 C的影响。在没有施加偏压的情况下照射SiPM。从电流-电压，电容/电导-电压，频率，脉冲形状，和脉冲面积测量，SiPM特性低于和高于击穿电压进行了测定。观察到一些SiPM参数的显着变化。在20 kGy剂量下，X射线辐射损伤对SiPM的性能几乎没有影响。对于2和20 MGy的剂量的SiPM操作几乎没有任何变化的增益，但与显着增加的暗计数率和串扰的概率。
2014-06-11 hep-ex physics.ins-det
The first dual-phase xenon TPC equipped with silicon photomultipliers and characterisation with $^{37}$Ar
第一次，一个小型的双相（液体/气体）氙时间投影室配备了一个顶部阵列的硅光电倍增器的光和电荷读出。在这里，我们详细描述了仪器，以及数据处理和事件位置重建算法。我们在水平面上获得了~1.5 mm的空间分辨率。为了验证检测器的性能，我们显示校准数据与内部$^{83\text{m}}$ Kr和$^{37}$ Ar源，我们详细介绍了后者的生产以及其引入系统。我们最后比较观察到的光和电荷产量下降到电子反冲能量为2.82千电子伏的预测的基础上NEST v2.0。
2021-11-01 astro-ph.IM hep-ex nucl-ex
Silicon photomultiplier arrays - a novel photon detector for a high resolution tracker produced at FBK-irst, Italy
在FBK-irst研制了一个硅光电倍增器（SiPM）阵列，它有32个通道，尺寸为8.0 x 1.1 mm^2。每个250 um宽的通道被细分为5 x 22个矩形排列的像素。这些传感器被开发用于读出模块化高分辨率的光纤跟踪器。关键属性，如击穿电压，增益和光子探测效率（PDE）被发现是均匀的SiPM阵列的所有32个通道。如果噪声特性和PDE得到改善，这可以使具有SiPM阵列读出的光纤跟踪器成为可用跟踪器技术的有希望的替代方案。
2009-03-23 hep-ex physics.ins-det
Study of Scintillator Strip with Wavelength Shifting Fiber and Silicon Photomultiplier
讨论了$200\times2.5\times1$ cm $^3$塑料闪烁体条的性能，该闪烁体条采用波长移动光纤读出，由两种新型光电探测器硅光电倍增器（SiPMs）读出。显示了SiPM相对于传统多通道光电倍增管的优势。光产额和光衰减测量。这种技术可用于μ介子或量热计系统。
2007-12-27 physics.ins-det
Light Yield and Uniformity Measurements of Different Scintillator Tiles with Silicon Photomultipliers
我们提出了光的产量和均匀性测量的正方形和六边形瓷砖读出硅光电倍增器通过Y11波长移位光纤或直接从侧面或从中心的顶面。所有瓷砖的厚度均为3 mm，面积为$\rm 9~cm^2$。侧面用两层特氟龙胶带包裹，而顶面和底面用两层Tyvec纸覆盖。我们进一步展示了ATLAS Tile Calorimeter（TileCal）瓷砖与MPPC读数的第一个光输出和均匀性测量。这项研究的动机是寻找一个可能的第3阶段升级的ATLAS强子量能器和强子量能器在未来的强子对撞机。
2020-04-15 hep-ex physics.ins-det
Characterisation Studies of Silicon Photomultipliers
本文介绍了一种测量和分析硅光电倍增器（SiPM）性能的实验装置。所测量的SiPM特性对于许多潜在的应用是普遍感兴趣的，并且包括光子检测效率（PDE）、电压相关串扰和脉冲后概率。利用所描述的设置，绝对PDE可以被确定为覆盖从350至1000 nm的光谱范围的波长的函数。此外，提出了一种方法，它允许研究像素的均匀性方面的灵敏度和增益的空间变化。从各种市售的SiPM-三个HAMAMATSU MPPC和一个SensL SPM -的结果进行了介绍和比较。
2010-04-01 hep-ex physics.ins-det
Study of silicon photomultipliers for the readout of a lead/scintillating-fiber calorimeter
针对DUNE近探测器拟复用的KLOE铅/闪烁光纤量能器，本研究通过宇宙射线和环境放射性信号对比SiPM与原有PMT的效率、稳定性及时间分辨率，评估以SiPM替换PMT的可行性。
2024-06-18 hep-ex physics.ins-det
Analytical description of the time-over-threshold method based on the time properties of plastic scintillators equipped with silicon photomultipliers
针对BM@N实验新型中子探测器的信号读出需求，提出基于配备硅光电倍增管的塑料闪烁体的过阈时间法解析描述，可建立ToT-幅度关系并实现70 ps量级时间分辨率。
2024-08-16 hep-ex physics.ins-det
Pulse shape study of the fast scintillation light emitted from xenon-doped liquid argon using silicon photomultipliers
掺氙液氩已被提出作为闪烁探测器中纯液氩的良好替代物。在这项研究中，我们报告的时间分布的氙掺杂液氩发射的闪烁光的测量与摩尔浓度高达1600 ppm。一个紧凑的设置已经开发了这项研究，与硅光电倍增器（SiPM）作为光传感器和$^{210}\mathrm{Po}$和$^{90}\mathrm{Sr}$作为闪烁源。一个有效的模型的基础上的灭磁过程已被开发来描述的数据。结果表明，氙掺杂的液态氩是一种良好的快速闪烁体，可以用来代替四苯基丁二烯（TPB）的方式，保留其通过脉冲形状鉴别（PSD）的粒子识别的能力。
2021-02-22 hep-ex physics.ins-det
Construction and performance of a silicon photomultiplier/extruded scintillator tail-catcher and muon-tracker
2006年至2009年间，欧洲核子研究中心（CERN）和费米实验室（Fermilab）建造、安装并测试了一个国际直线对撞机（ILC）探测器的原型模块，作为CALICE试验束计划的一部分，以研究在强子量能器后面扩展能量采样的可能性，并研究提供μ子跟踪的可能性。“尾捕捉器/μ子跟踪器”（TCMT）由320个挤压闪烁体条（尺寸1000 mm x 50 mm x 5 mm）组成，包装在16个1米见方的平面中，交错在钢板之间。闪烁体条用波长移动光纤和硅光电倍增器读出。平面以交替的水平和垂直条带方向排列。收集了能量范围为6 GeV至80 GeV的μ子和π子的数据。利用在2006年采取的数据，本文介绍了TCMT的设计和建造，性能特点，和基于束的TCMT的能力，以提高强子能量分辨率的原型ILC探测器的评估。对于ILC探测器的典型配置，其线圈位于厚度为5.5个核相互作用长度的量热计系统外部，TCMT将对20至80 GeV之间的π介子的相对能量分辨率提高6- 16%。
2012-03-18 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Measurement of parameters of scintillating bars with wavelength-shifting fibres and silicon photomultiplier readout for the SHiP Muon Detector
在欧洲核子研究中心质子同步加速器T9区的试验束上，测量了不同型号的硅光电倍增器读出的3米长的波长漂移光纤光栅的光产额和时间分辨率。不同的配置得到的结果。对于长3米、宽4.5厘米、厚2厘米的棒，时间分辨率优于800 ps，沿棒长方向的时间常数在20%以内，光产额约为140（70）个光电子。这些结果很好地符合SHiP实验的μ子探测器的要求。
2016-12-19 hep-ex physics.ins-det
Silicon Photomultiplier for Medical Imaging -Analysis of SiPM characteristics-
提出了一种基于ROOT数据分析框架的硅光电倍增器（SiPM）特性自动分析方法。特别是，它可以用来分析实验波形，从示波器，包含在不同的温度和偏置电压下获得的SiPM脉冲。可以计算SiPM的重要特性，例如：电荷分布、增益、击穿电压、脉冲形状（上升时间和恢复时间）和过电压。开发的程序可以很容易地用于分析任何类型的SiPM探测器。
2019-07-09 physics.ins-det
A prototype for SANDD: A highly-segmented pulse-shape-sensitive plastic scintillator detector incorporating silicon photomultiplier arrays
我们报告的第一个清晰的观察中子/γ射线脉冲形状的灵敏度的一个完全仪表化的8 $\times$ 8阵列的塑料闪烁体段耦合到两个5厘米$\times$ 5厘米64通道SiPM阵列的一部分，为方向灵敏度设计的原型反中微子探测器模块的关键指标的研究。SANDD（分段式反中微子定向探测器）最终将包括一个由64个$^{6}$掺锂脉冲形状敏感闪烁体棒细长段组成的中心模块，每个闪烁体棒具有5.4 mm $\times$ 5.4 mm的正方形横截面，由相同材料的较大截面棒包围。可能影响SANDD中心模块性能的最重要指标是使用硅光电倍增器（SiPMs）的中子和伽马射线脉冲形状灵敏度、通过闪烁体棒多重性的粒子识别以及能量和位置分辨率。作为第一步，我们构建了一个原型探测器，使用两个64通道SiPM阵列和未掺杂的脉冲形状敏感的塑料闪烁体棒来研究中央SAND模块的性能。
2019-08-11 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Performance of a SensL-30035-16P Silicon Photomultiplier array at liquid argon temperature
下一代多吨级的稀有液体实验有独特的机会发现TeV级的暗物质粒子，在WIMP核子散射截面中达到10^-48 cm 2的灵敏度。一个先决条件是将放射性本底源减少到可以忽略不计的水平。这只有在超纯高效光电传感器可用于闪烁光读出时才有可能。目前的实验（如氙，LUX，黑暗，ArDM）使用低温光电倍增管作为光电传感器。硅光电倍增器阵列（SiPM阵列）是一种有吸引力的替代方案，它在单光子探测方面表现出无与伦比的性能。本文报道了SensL-30035- 16 P SiPM阵列和定制的低温前端板在液氩温度下的性能。
2016-01-06 hep-ex physics.ins-det
A simple and robust method to study after-pulses in Silicon Photomultipliers
通过测量光脉冲后可变时间窗内的平均光电子数，得到了硅光倍增器的后脉冲几率及其时间常数。该方法，实验简单，统计稳健，由于使用的中心极限定理，已被应用到哈马松MPPC S10362-11- 100 C。
2014-06-24 physics.ins-det
Modeling crosstalk and afterpulsing in silicon photomultipliers
本文提出了一种表征硅光电倍增器中串扰和后脉冲的实验方法，并将其应用于两个由Hamamatsu公司研制的探测器。我们在以前的出版物中提出的光学串扰的分析模型进行了比较，与新的测量，证实了我们的结果。一个统计模型来描述afterpulsing和延迟串扰的进展也显示和初步的实验数据进行比较。
2014-09-16 physics.ins-det
Scintillation detectors with silicon photomultiplier readout in a dilution refrigerator at temperatures down to 0.2 K
我们正在开发一种新型的高亮度原子束，包括一个两体的异国情调的原子称为μ素（M $ = μ^+ + e^-$），为下一代原子物理学和引力相互作用的测量。该M源源自超流氦（SFHe）的薄片，因此诊断和随后的测量需要在低于1K的温度下在稀释低温恒温器中操作的检测系统。在本文中，我们描述的操作和表征的硅光电倍增器（SiPMs）在超低温SFHe目标。我们显示的信号形状，击穿电压和单光子探测效率的温度依赖性，得出结论，单光子探测与SiPM低于0.85 K是可行的。此外，我们展示了分段闪烁探测器的发展，其中16个通道在1.7 K和一个通道在170 mK委托使用μ子束。
2022-05-05 hep-ex physics.ins-det
A High-resolution Scintillating Fiber Tracker With Silicon Photomultiplier Array Readout
我们提出了一个跟踪检测器的原型模块组成的多层0.25毫米直径的放大纤维，读出的线性阵列的硅光电倍增器。该模块的生产过程进行了描述和测量的光纤和读出设备的关键属性显示。五个模块已经受到了12 GeV/c质子/π介子测试束在欧洲核子研究中心。空间分辨率为0.05毫米，光产量超过20个检测到的光子每最小电离粒子已实现，在跟踪效率超过98.5%。进一步提高空间分辨率的可能的技术进行了讨论。
2010-11-01 hep-ex physics.ins-det
Photoelectron Yields of Scintillation Counters with Embedded Wavelength-Shifting Fibers Read Out With Silicon Photomultipliers
在费米实验室的实验束装置上，用120 GeV质子测量了二氧化钛涂层的挤压型闪烁计数器的光电子产额，并用硅光电倍增器读出了嵌入的波长移动光纤。的产量进行了测量，作为一个功能的横向，纵向和角度位置的各种闪烁体组合物和反射涂层的混合物，光纤直径，和光电传感器的大小。还研究了定时性能。这些研究是由Mu2e合作的宇宙射线否决小组作为其研发计划的一部分进行的。
2018-02-05 hep-ex physics.ins-det
Study of Silicon Photomultiplier Performance at Different Temperatures
降低硅光电倍增器（SiPM）的工作温度会降低其暗噪声。一些实验考虑低温作为SiPM的低噪声应用的选项。其中之一是TAO检测器，它需要在$T\approx -50~^\circ$ C下运行。SiPM的光子探测效率（PDE）对不同温度的显著依赖性被报道为在该温度附近急剧下降。在本文中，我们提出的性能的两个样品的SiPM从滨松和AdvanSID（FBK）公司在一个很宽的温度范围内的研究。未观察到PDE的显著差异。
2020-05-21 hep-ex physics.ins-det
Lithium-loaded scintillators coupled to a custom-designed silicon photomultiplier array for neutron and gamma-ray detection
能够探测中子和伽马射线的闪烁体引起了相当大的兴趣。特别地，这种具有硅光电倍增器（SiPM）的放大器的使用使得能够实现低功率和紧凑几何形状的应用。三种类型的锂负载的制冷剂，CLYC，CLLB，和NaIL，已经用定制设计的SiPM阵列在-20至50 $^{\circ}$ C之间的温度下进行了测试。该阵列由4个6 × 6 mm $^2$ SiPM以2 × 2结构排列组成。脉冲形状鉴别用于中子和伽马鉴别。由于脉冲形状随温度变化，中子和伽马鉴别的质量随温度变化。此外，在高温下SiPM中较大的暗电流导致较差的能量分辨率和中子-伽马鉴别。将讨论耦合到定制SiPM阵列的三个闪烁器的能量分辨率和中子-伽马鉴别的比较。
2017-11-27 nucl-ex physics.ins-det
Detection of liquid xenon scintillation light with a Silicon Photomultiplier
研究了用硅光电倍增器探测液体氙闪烁光的可行性。SiPM在小体积的纯锂中操作，在-95摄氏度下，用内部Am-241 α源照射。在此温度下，SiPM的增益估计为1.8 × 10^6，偏置电压为52 V。基于设置的几何形状，SiPM的量子效率估计为22%，波长为178 nm。SiPM的低过量噪声因子、高单光电子探测效率和低偏置电压使它们成为液体氙探测器的光电倍增管（PMT）的有吸引力的替代UV光子探测设备，特别是对于需要非常低的能量探测阈值的实验，例如中性伴子暗物质搜索。
2005-01-26 astro-ph nucl-ex physics.ins-det
Afterpulsing in Silicon Photomultipliers: Impact on the Photodetectors Characterization
新一代硅基光电探测器是传统光电管的有吸引力的替代品。它们提供了巨大的优势，但也带来了新的挑战。后脉冲的存在会影响光电探测器的许多特性。简单的统计模型的afterpulsing是用来评估所观察到的暗计数率的贡献，检查的脉冲高度分辨率的贡献，并证明所观察到的SiPM的定时特性的修改。
2015-03-05 physics.ins-det
Gamma spectrometry with CsI(Tl), NaI(Tl) and CdWO4 scintillation crystals using a silicon photomultiplier
Institute for Nuclear Research, National Academy of Sciences of Ukraine（乌克兰国家科学院核物理研究所）；Czech Technical University（捷克理工大学）；Syracuse University（雪城大学）
研究探讨用硅光电倍增管对特定晶体进行伽马能谱分析，室温下 CsI(Tl)晶体性能最佳但能量分辨率低于传统光电倍增管，凸显其在核物理应用中可替代 PMT 的潜力，尤其适用于轻型便携式能谱仪。
2026-08-03 nucl-ex physics.ins-det
Reflectance of Silicon Photomultipliers in Linear Alkylbenzene
硅光电倍增器（SiPM）的反射率是理解大规模SiPM探测器系统和评价SiPM性能的重要方面。我们报道了由Fondazione Bruno Kessler（FBK）和Hamamatsu Photonics K.K.制造的两种SiPM NUV-HD-lowCT和S14160-60- 50 HS的双折射率。(HPK)分别在线性烷基苯（LAB）和空气中在可见波长下。我们的研究结果表明，FBK SiPM在空气中的反射率在14%至23%的范围内变化，取决于波长和入射角，这是2倍以上的HPK设备。这表明这两家制造商在SiPM表面上使用了不同的抗反射涂层设计。与在空气中测量的反射率相比，SiPM在LAB中浸泡时的反射率降低了约10%。反射光束的轮廓也被测量的电荷耦合器件（CCD）相机的两个SiPM。
2020-02-11 hep-ex physics.ins-det
Exact solutions for silicon photomultipliers models and application to measurements
暗计数率和相关噪声率是表征硅光电倍增器（SiPM）的主要参数。通常，通过将近似公式或通过将特定模型拟合到所测量的SiPM噪声谱来评估这些参数。这里提出了一种新的方法，其中精确的公式来自暗计数和相关噪声产生的统计模型。该方法允许人们从暗光谱中的第一个峰的面积测量这些参数的真实值。数值分析表明了该方法的准确性。
2017-10-31 physics.ins-det
Photon-number statistics with Silicon photomultipliers
我们提出了一个多像素检测器的操作中存在的不可忽略的暗计数和串扰效应的描述。我们应用该模型来设计自我一致的校准策略进行调查非常轻。
2010-01-17 physics.ins-det quant-ph
Temperature-Dependent Calibration Procedures for the Silicon Photomultiplier Readout of the Cosmic Ray Veto Detector for the Mu2e Experiment
University of Virginia（弗吉尼亚大学）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）
本文针对Mu2e实验宇宙线否决探测器SiPMs因未配备冷却系统而存在的温度依赖问题，提出了通过监测温度进行光产额修正的校准程序，并经专门实验与费米实验室生产探测器数据验证了其有效性。
2025-11-04 hep-ex physics.ins-det
Replacement of a Photomultiplier Tube with Silicon Photomultipliers for use in Safeguards Applications
我们在实验室环境中使用单个5.08x5.08-cm圆柱形碘化钠晶体比较了SiPM阵列和PMT的性能。光电倍增管（PMT）是最常用的设备，用于监测辐射检测目的的蒸发材料。该系统有时受限于PMT中的缺点，这些缺点可能降低其性能，包括温度依赖性和随磁场的变化。仪器工程还必须应对相对于活性闪烁体体积的潜在大体积、易碎性和高电压要求。一种可能的替代方案是硅光电倍增器（SiPM）阵列。使用5.04x5.04-cm sensL J系列SiPM阵列和7.62cm Hamamatsu PMT进行测量。我们演示了如何充分改变SiPM偏置，以消除在经常进行核保障工作的环境中遇到的温度变化的影响。最后，我们评估了一种方法，确定富集水平的${}^{235}U$在各种水平和屏蔽配置，使用PMT安装和SiPM安装闪烁体。
2020-01-22 physics.ins-det
Performance and radiation damage mitigation strategy for silicon photomultipliers on LEO space missions
Université de Genève（日内瓦大学）；GSSI - Gran Sasso Science Institute（格兰萨索科学研究所）；INFN - Laboratori Nazionali del Gran Sasso（意大利国家核物理研究所-格兰萨索国家实验室）
本研究针对近地轨道空间任务中硅光电倍增管的辐射损伤问题，提出了一种退火策略以提高其抗辐射性能和可靠性。
2026-02-02 hep-ex physics.ins-det
Towards a new concept of photomultiplier based on silicon technology
为了建立基于硅技术的光电倍增管的新概念，由ST微电子公司制造的新一代单光子雪崩二极管（SPAD）的5x 5阵列的设计和表征已经被执行。在几种实验条件下对SPAD-STM器件的单光子灵敏度、暗噪声和时间分辨率进行了评价。此外，还对多元素多重积分的影响及其共同读出的研究进行了深入的探讨。
2007-05-04 physics.ins-det
Exploiting the wide dynamic range of Silicon photomultipliers for Quantum Optics applications
硅光电倍增器是具有数百个单元的光子数分辨探测器，使它们能够揭示高密度的量子光学态。在本文中，我们通过展示可以采用的可能的收购策略并讨论其优点和局限性来实现这样的目标。特别是，我们确定了最佳的采集解决方案，以适当地揭示的性质，无论是经典的或非经典的介观量子光学状态。
2021-01-21 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Study of the response and photon-counting resolution of silicon photomultipliers using a generic simulation framework
我们提出了一个通用的框架模拟的硅光电倍增器（SiPMs），使详细的建模的SiPM响应使用基本的SiPM参数和几何形状作为输入。根据指定的SiPM属性，可以确定从基本的表征测量，模拟生成的信号电荷和脉冲形状的任意入射光脉冲分布。模拟已在整个动态范围内验证了滨松S10362-11- 100 C MPPC，并用于研究不同的噪声源，如光串扰和后脉冲的响应曲线和光子计数分辨率的影响。
2012-06-19 physics.ins-det
Suppression of the optical crosstalk in a multi-channel silicon photomultiplier array
提出并研究了一种利用光学滤波器抑制硅光电倍增器（SiPMs）光学串扰的方法。我们证明，附加吸收可见光带通滤波器的SiPM可以大大减少光学串扰。测量表明，近红外线的吸收对于实现这种抑制是重要的。所提出的技术可以很容易地应用于抑制SiPM中的光学串扰的情况下，过滤近红外线是兼容的应用。
2021-05-04 physics.ins-det physics.optics
Photosensor Characterization for the Cherenkov Telescope Array: Silicon Photomultiplier versus Multi-Anode Photomultiplier Tube
自50多年前诞生以来，光电倍增管技术一直是大气切伦科夫望远镜成像技术的首选光电探测器。最近，新类型的光电传感器正在考虑下一代切伦科夫望远镜阵列。据设想，该阵列将部分由使用Schwarzschild-Couder双镜设计的望远镜组成，这种设计以前从未建造过，这显着改善了光学性能。这种新型光学设计的相机具有小的板尺度，使得能够使用紧凑的光电传感器。我们提出了一个广泛的和详细的研究被认为是这种望远镜设计的两个最有前途的设备：硅光电倍增器和多阳极光电倍增管。我们评估了他们最关键的性能特性成像伽马射线阵雨，我们提出了我们的结果在一个有凝聚力的方式，以明确评估的优势和劣势，这两种类型的设备必须提供的背景下，GeV-TeV的伽马射线天文学。
2013-08-06 astro-ph.IM physics.ins-det
Silicon photomultiplier timing performance study
硅光电倍增器的许多特性可以随温度和工作电压而调节。我们提出了这两个操作参数的大有源区多像素光子计数器（MPPC）的时间分辨率的影响的研究的初步结果，由滨松制造。在-10 ℃、0 ℃和10 ℃下，在不同的偏置电压下进行测量。时间分辨率在低温和高过电压下最佳。最显著的改进可以在具有低数目的发射像素（<10个像素）的情况下实现。在所考虑的条件中，在最差和最佳情况之间观察到5倍的改善。在具有大量发射像素（>40个像素）的情况下，温度和操作电压的影响变得较小。定时性能仍然随着温度的降低而改善（~因子为2），但它几乎不依赖于工作电压。该研究表明，特别是在只有少数光子可用于检测的应用中，建议仔细优化温度和工作电压，以获得MPPC的最佳时序结果。
2010-06-21 nucl-ex physics.ins-det
Silicon-Photomultiplier (SiPM) Protection Against Over-Current and Over-Illumination
本研究针对硅光电倍增管（SiPM）并联结构易因过光照引发过流损坏的问题，提出串联电阻防护方案，并搭配适配电容保障器件稳定性。
2024-04-11 hep-ex physics.ins-det
New method for determining avalanche breakdown voltage of silicon photomultipliers
研究了硅pn结的雪崩击穿和盖革模。提出了一种精确测量硅光电倍增器（Si PM）雪崩击穿电压的物理方法。该方法是基于测量的相对光子探测效率（PDErel）的偏置电压的依赖性时，一种类型的载流子（电子或空穴）注入到雪崩倍增区的pn结。从Si PM半导体结构的基区注入电子或空穴使用短波或长波光来执行。在低过压（1-2 V）下，检测效率线性地依赖于偏置电压;因此，外推到零PDErel值确定了Si PM雪崩击穿电压，其精度在几毫伏以内。
2020-02-03 physics.ins-det
Characterization of Silicon Photomultiplier Photon Detection Efficiency at Liquid Nitrogen Temperature
针对低温下商用硅光电倍增管光子探测效率特性表征不足的问题，搭建实验装置测量77K液氮温度下两款SiPM的PDE，发现562nm光下其PDE较室温下降超20%，为相关新物理实验提供参考。
2025-05-20 physics.ins-det
Performance of Scintillator Counters with Silicon Photomultiplier Readout
在费米实验室介子试验束装置上，用120 GeV质子测量了嵌入波长移动光纤的闪烁计数器的性能。在Fermilab NICADD工厂，用二氧化钛表面涂层和两个纤维通道挤出计数器。每根光纤末端由一个2*2 mm^2的硅光电倍增器读出。这些信号被一个定制的前端电子板放大和数字化。测试了具有1.4 mm和1.8 mm直径纤维的5*2 cm^2和6*2 cm^2挤出型材的组合。该设计旨在用于费米实验室的Mu2e实验的宇宙射线否决探测器。将给出作为光束的横向和纵向位置的函数的光产额。
2015-11-02 hep-ex physics.ins-det
On the Evaluation of Silicon Photomultipliers for Use as Photosensors in Liquid Xenon Detectors
硅光电倍增器（SiPM）是传统光电倍增管（PMT）的潜在固态替代品，用于单光子检测。在本文中，我们报告评估SensL MicroFC-10035-SMT SiPM作为PMT替代品的适用性。该器件在液氙探测器中成功工作，表明SiPM可作为光传感器应用于贵元素时间投影室。还将器件冷却至170 K以观察暗计数对温度的依赖性。观察到暗计数率、增益或光子检测效率与施加的3.2 kV/cm电场的方向无关。
2018-04-03 hep-ex physics.ins-det
The Silicon photomultiplier as a metasystem with designed electronics as metadevice for a new receiver-emitter in visible light communications
硅光电倍增器（SiPM）是雪崩光电二极管（APD）的元系统，它嵌入到特定用途的电子器件中，成为具有独特和有用的先进功能的元器件，以提高效率和安全性来捕获、传输和分析信息。SiPM是一种非常小的光电探测器，具有非常高的效率和灵敏度，在背景光存在的情况下对受控光脉冲具有良好的响应而不饱和。这种元器件的新结果有利于提出一种新的用于可见光通信的接收器-发射器系统VLC。
2015-08-08 physics.ins-det
Characterization of Three High Efficiency and Blue Sensitive Silicon Photomultipliers
本文报道了FBK、Hamamatsu和SensL公司生产的三种高效率蓝光灵敏硅光电倍增器的光学和电学特性。当在90%击穿概率下操作时，所测试器件的关键特征是峰值光子检测效率在40%和55%之间，增益和PDE的温度依赖性小于1%/ $^{\circ}$ C，室温下$\sim$ 50 kHz/mm $^{2}$的暗速率，约2%的后脉冲，以及6%和20%之间的直接光学串扰。这三种器件的特性令人印象深刻地展示了硅光电倍增管技术在过去十年中的进步。它进一步证明了如何的电压和温度特性的数量可以参数化的物理模型的基础上。该模型提供了一个更深入的了解在宽的偏置和温度范围内的器件特性。它们还可以作为生产商如何向用户提供SiPM特性的示例。SiPM的标准化参数化将使用户能够找到适合其应用的最佳SiPM以及SiPM的工作点，而无需执行测量，从而显著缩短设计和开发周期。
2017-01-26 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Measurements with silicon photomultipliers of dose-rate effects in the radiation damage of plastic scintillator tiles in the CMS hadron endcap calorimeter
测量了CMS探测器强子端盖（HE）量热计中使用的塑料闪烁体瓦由于辐射损伤而导致的信号输出的减少。瓷砖暴露在质子-质子（pp）碰撞产生的粒子在欧洲核子研究中心大型强子对撞机与质心能量为13 TeV，对应于50 fb $^{-1}$交付的光度。的测量是基于读出通道的HE仪器与硅光电倍增器，并来自使用数据从几个来源：激光校准系统，一个可移动的放射性源，以及强子和μ子产生的PP碰撞。结果从几个辐照运动使用$^{60}$钴源进行了讨论。损伤呈现为剂量率的函数。在这些测量的范围内，对于固定剂量，损伤随剂量率的降低而增加。
2020-06-11 hep-ex physics.ins-det
