大面积雪崩光电二极管在 X 射线和 VUV 光探测中的特性表征

本手稿总结了关于大面积雪崩光电二极管（LAAPD）在 X 射线和真空紫外（VUV）光探测应用的新研究。研究了 Advanced Photonix Inc. 制造的四款不同 LAAPD 的工作特性，其有效面积为 80 和 200 mm^2，用于室温下的 X 射线探测。对于 5.9 keV 的 X 射线，发现最佳能量分辨率在 10-18% 范围内。LAAPD 结构紧凑、操作简单且具有高计数率能力（高达约 10^5/s），在低能 X 射线探测等多种应用中已被证明是有用的，其性能可以优于正比计数器。由于 X 射线被用作光测量的参考，我们研究了 5.9 keV X 射线和光脉冲之间的增益非线性。X 射线和 VUV 光之间的增益比随增益增加而减小，对于增益 200，在氩气（~128 nm）和氙气（~172 nm）中产生的 VUV 光，其变化分别达到 10% 和 6%，而对于可见光（~635 nm），变化低于 1%。研究了温度对 LAAPD 性能的影响。在最高增益下，观察到相对增益变化约为每摄氏度 -5%。发现过量噪声因子与温度无关，在增益从 50 到 300 的范围内，其值在 1.8 到 2.3 之间。由于暗电流的影响，能量分辨率随温度降低而变好。LAAPD 在高达 5 T 的强磁场下进行了测试，在 X 射线和可见光探测中不敏感，而对于 VUV 光，在 5 T 下观察到显著的幅度降低。