用于高精度单光子时间测量的大面积 SiPM 阵列前端电子学开发
仪器与探测器
2024-06-10 v2 高能物理 - 实验
摘要
热带深海中微子望远镜 (TRIDENT) 计划在其探测单元（即混合数字光学模块 hDOMs）中，除了光电倍增管 (PMTs) 外，还引入具有卓越时间分辨率的硅光电倍增管 (SiPMs)，以提高其角分辨率。然而，由于较大的探测器电容，大面积 SiPM 的时间分辨率会显著下降，这对 hDOM 中 SiPM 的读出电子学提出了重大挑战。我们分析了构建大面积 SiPM 阵列时串联和并联连接的影响，并设计了一种具有差分输出的串并联连接 SiPM 阵列。我们还设计了一种基于变压器 (MABA-007159) 和射频放大器 (BGA2803) 的高速前置放大器，以及一种基于运算放大器 (LMH6629) 的模拟多通道求和电路。我们测量了 SiPM (Hamamatsu S13360-3050PE) 阵列 () 的单光子时间分辨率 (SPTR)，约为 300 ps FWHM。此外端读出设计使大面积 SiPM 阵列能够在单个读出通道中实现高精度单光子时间测量。
引用
@article{arxiv.2403.02948,
title = {Front-end electronics development of large-area SiPM arrays for high-precision single-photon time measurement},
author = {Wei Zhi and Ruike Cao and Jiannan Tang and Mingxin Wang and Yongqi Tan and Weihao Wu and Donglian Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.02948},
year = {2024}
}
备注
Revised version. 12 pages, 10 figures