开发高时间分辨率光子计数器

亚毫秒尺度的天体现象，如快速射电脉冲和来自犄牛脉冲的巨型射电脉冲，主要在射电波段被观察。为了探索其起源，还需要在其他波段上具有高灵敏度和高时间分辨率的光子探测器。最近，我们开发了基于MPPC的光学光子计数器的成像器（IMONY），该系统利用Geiger模式雪崩光电二极管（GAPD）作为传感器。该传感器由64个像素组成，每个像素包括一个GAPD和一个滞抗电阻，像素尺寸分别为75、100、150和200$\mu$m。每个像素信号独立读取，实现单光子探测。成功地使用两台日本望远镜观察了犄牛脉冲后，我们升级了读出板，以实现更紧凑和更稳定的系统。新系统集成了开发于KEK用于硅光子掺杂器的多用途快速读出ASIC。该ASIC具备快速浪增放大器和比较器，可独立处理16个通道。全球导航卫星系统接收器和现场可编程门阵列（FPGA）为每个检测到的光子提供100 ns分辨率的时间戳。FPGA通过以太网将获取的数据传输到PC。本文详细介绍了新系统及其初始评估结果。