利用 SiPM 在惰性气体探测器中成像
摘要
硅光电倍增管 (SiPM) 是广泛用于各类高能物理与核物理实验成像的光传感器。在用于双贝塔衰变和暗物质实验的惰性气体探测器中，SiPM 是具有吸引力的成像光传感器。然而，它们对惰性气体（氙和氩）发出的真空紫外 (VUV) 闪烁光不敏感。NEXT 实验通过在 SiPM 表面涂覆四苯基丁二烯 (TPB) 将 VUV 光转换为可见光，从而克服了这一困难。TPB 需要严格的储存和运行条件，以防止其被环境因素降解。因此，开发紫外敏感型 SiPM 对于使用惰性气体探测器电致发光的实验至关重要。特别是对于 NEXT 旨在开展的稳健且无本底的氙气无中微子双贝塔衰变实验，这是一个重要问题。本研究测定了滨松光子 (Hamamatsu) 提供的紫外增强型 SiPM 在 250-500 nm 波长范围内的光子探测效率 (PDE)。为了进行比较，还测定了同一型号 (S10362-33-50C) 的标准 SiPM 在涂覆和未涂覆 TPB 情况下的 PDE。结果显示，在 250-350 nm 紫外波段，标准 SiPM 的 PDE 急剧下降，最低降至约 3%。无窗口的紫外增强型 SiPM 在 325 nm 处显示出 44% 的最大 PDE，在 250 nm 处为 30%。带有硅树脂窗口的紫外增强型 SiPM 在紫外波段具有相似的趋势，但其数值低约 30%。研究表明，在 250-315 nm 范围内，涂覆 TPB 的 SiPM 的 PDE 约为未涂覆 SiPM 的 6 倍。然而，这一性能仍低于同波长范围内的紫外增强型原型器件。本文讨论了利用紫外增强型 SiPM 在惰性气体探测器中进行成像的问题。
引用
@article{arxiv.1210.4746,
title = {Imaging with SiPMs in noble-gas detectors},
author = {N. Yahlali and L. M. P. Fernandes and K. González and A. N. C. Garcia and A. Soriano},
journal= {arXiv preprint arXiv:1210.4746},
year = {2015}
}
备注
Presented at the IWORID 2012 conference. Submitted to JINST