低增益雪崩二极管对不同类型辐射的能谱性能

低增益雪崩二极管是一种硅雪崩光电二极管，最初是为高能物理实验中快速探测最小电离粒子而开发的。得益于其快速的时间性能，低增益雪崩二极管范式使探测器能够以几十皮秒的时间分辨率精确测量最小电离粒子。这种性能归功于薄的衬底和中等程度的信号增益。几十倍的内部增益足以补偿较薄衬底中减少的电荷沉积以及快速读出系统的噪声。虽然低增益雪崩二极管针对高能粒子探测器中最小电离粒子的探测进行了优化，但研究其对不同类型粒子（如 X 射线、伽马射线或阿尔法粒子）的探测性能至关重要。在本文中，我们评估了三种低增益雪崩二极管的增益：两种由布鲁克海文国家实验室制造的具有不同几何形状和掺杂分布的器件，以及一种由滨松光子学采用不同工艺制造的器件。由于 LGAD 中的增益取决于施加在传感器上的偏置电压，我们采集了从耗尽电压到击穿电压范围内的偏置电压的脉冲高度谱。生成信号的信噪比及其谱型使我们能够探究倍增过程的底层物理。