SiPM 中的过饱和：信号电荷与信号幅值的差异

最近一份关于 SiPM 中过饱和的报告令人困惑。使用多种 SiPM 进行的测量显示，信号超出远远超过了 SiPM 微单元数量的物理极限，且没有达到最终饱和的迹象。在这项工作中，我提出了这个问题的解决方案。雪崩传播的不同测量和理论模型表明，多个同时发生的初级雪崩会产生更窄、更快的信号。这是因为有效的雪崩传播过程加速了。这意味着在其饱和状态下工作的 SiPM 检测到的光越多，应该变得越快。因此，使用信号幅值的信号提取方法应该会看到过饱和效应。在饱和状态下使用明亮的皮秒脉冲照射商用 SiPM 的测量表明，随着光脉冲变亮，SiPM 信号的上升沿确实变得更快。与积分电荷提取器相比，基于幅值的信号提取器表现出非线性行为。这支持了所提出的过饱和效应的解决方案。此外，我表明这种效应在 300MHz 的带宽下就已经可以看到，这意味着在快速采样实验中应该考虑到它。