LEO 空间任务中硅光电倍增管的性能与辐射损伤缓解策略
高能物理 - 实验
2026-02-03 v5 仪器与探测器
摘要
空间任务需要轻量、低功耗且耐辐射的组件。硅光电倍增管因其紧凑的结构、低成本、低功耗、鲁棒性和高光电探测效率而越来越多地用于空间中近紫外、光学和红外光的探测，使其对单光子敏感。尽管硅光电倍增管在许多方面优于传统光电倍增管，但其辐射耐受性和噪声问题仍令人担忧。本研究估算了太阳同步低地球轨道（LEO）高度 550 km 处、在太阳活动第 25 周下降期（2026–2029）期间卫星所受的辐射效应。我们评估了 Foundation Bruno Kessler（FBK）采用金属沟槽正面照射技术（NUV-HD-MT）生产的硅光电倍增管，测试了其对 50 MeV 质子束和 β 放射性源（锶-90）的响应。利用 SPENVIS 和 Geant4 进行的模拟用于验证实验结果。基于上述发现，我们提出了一种适用于空间仪器的光电传感器退火策略。
引用
@article{arxiv.2503.00532,
title = {Performance and radiation damage mitigation strategy for silicon photomultipliers on LEO space missions},
author = {L. Burmistrov and S. Davarpanah and M. Heller and T. Montaruli and C. Trimarelli and R. Aloisio and F. C. T. Barbato and I. De Mitri and A. Di Giovanni and G. Fontanella and P. Savina and C. Tönnis and E. Moretti and M. Ruzzarin and J. Swakoń and D. Wróbel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.00532},
year = {2026}
}