Light-Trap：面向甚高能天文学及更广领域的 SiPM 升级方案
天体物理仪器与方法
2017-10-30 v1
摘要
甚高能（VHE，E>100 GeV）波段的地基伽马射线天文学已迅速成为当今天体物理学中最引人注目且成果丰硕的子领域之一。利用成像大气切伦科夫技术（IACT）重建来自宇宙的入射伽马射线光子的能量和方向，此前及当前几代 IACT 望远镜（如 Whipple、MAGIC、HESS 和 VERITAS）已揭示出若干源类。下一代指向型 IACT 实验——切伦科夫望远镜阵列（CTA）——将提供更宽能量范围内更高的灵敏度以及更好的角分辨率。随着 CTA 的发展，IACT 指向阵列的未来正朝着拥有越来越多望远镜（进而更多相机）的方向演进，因此开发具有可接受光收集效率的低成本像素的需求十分明确。实现上述目标的主要途径之一是用硅光电倍增管（SiPM）替代光电倍增管（PMT）作为 IACT 望远镜相机的像素。然而，SiPM 尚未成熟到足以替代 PMT，原因包括：对不需要的长波长敏感而对短波长缺乏灵敏度、物理面积小、成本高、光学串扰和暗计数率。在此，我们提出一种利用波长转换材料圆盘构建相对低成本 SiPM 基像素的新方法，该方法通过收集比标准 SiPM 更大面积的光、提高对较短波长的灵敏度并降低背景，克服了上述部分缺点。我们旨在优化此类像素的设计，将其集成为一个实际的 7 像素簇，并插入 MAGIC 相机中在实际观测期间进行测试。本文将展示模拟结果、实验室测量结果以及该像素簇设计与开发的当前状态。
引用
@article{arxiv.1710.07807,
title = {Light-Trap: A SiPM Upgrade for VHE Astronomy and Beyond},
author = {J. E. Ward and J. Cortina and D. Guberman},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.07807},
year = {2017}
}
备注
18th International Workshop on Radiation Imaging Detectors (IWORID2016). arXiv admin note: text overlap with arXiv:1709.00239