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In this report the characterization of a Silicon Photo-Multiplier (SiPM) detector was done in order to estimate the main features of the detector. The breakdown voltage, the gain, the dark Count Rate as well as the optical crosstalk of the detector were successfully obtained.
In this report the characterization of a Silicon Photo-Multiplier (SiPM) detector was done in order to estimate the main features of the detector. The breakdown voltage, the gain, the dark Count Rate as well as the optical crosstalk of the detector were successfully obtained.
Il progresso nel campo della fisica nucleare sperimentale ed in particolare negli studi di struttura del nucleo è strettamente connesso allo sviluppo delle tecniche di rivelazione della radiazione gamma, questo vale sia per gli apparati basati su rivelatori a semiconduttore che per quelli basati su scintillatori. Negli scintillatori lo stadio di raccolta della luce di scintillazione viene classicamente realizzato tramite fototubi a vuoto (Photo Multiplier Tubes, PMTs). Questa tecnologia è utilizzata da molto tempo con successo pur avendo dei limiti intrinseci dati ad esempio dalle considerevoli dimensioni dei dispositivi e dalla sensibilità ai campi magnetici. Negli ultimi anni sono stati sviluppati dei nuovi foto-rivelatori al silicio (Silicon Photomultipliers, SiPM) che presentano numerosi vantaggi rispetto ai tradizionali PMTs quali, ad esempio, le dimensioni compatte (spessore minore di 2 mm), la bassa tensione di funzionamento (minore di 100 V) e l’insensibilità ai campi magnetici. I SiPM sono prodotti direttamente da un wafer di silicio impiantando in esso matrici di microcelle lette in parallelo ciascuna delle quali è un diodo (Avalanche Photodiode o APD) che lavora in modalità Geiger.
Negli ultimi anni si è sviluppata sempre di più la tecnologia per la produzione di un tipo di rivelatore al silicio: il Silicon Photomultiplier (SiPM). Il SiPM è un array di fotodiodi a valanga (APD) posti in parallelo su un comune substrato in silicio. Per le caratteristiche costruttive, i SiPM sono sensibili in un grande intervallo dinamico, dal singolo fotone a 1000 fotoni, nonostante la superficie del dispositivo sia dell’ordine di alcuni mm2, operano ad un basso voltaggio (50V) e sono insensibili ai campi magnetici. Per queste ragioni questi rivelatori sono preferibili ai tradizionali fotomoltiplicatori indiverse applicazioni. Le tecniche basate sul conteggio dei fotoni e sul loro tempo di arrivo, sono utilizzate in molti ambiti di ricerca: nella caratterizzazione di diodi laser e fibre ottiche, in astronomia, in fisica nucleare e nelle misure di emissione di decadimenti fluorescenti in medicina, chimica, scienza dei materiali e biologia. Lo scopo di questa tesi è quello di caratterizzare ed effettuare delle misure di rumore ed efficienza su due tipi diversi di SiPM prodotti dalla Hamamatsu Photonics: • Il modello S12571-100C (2013) • Il modello S13360-1350CS (2016)
In this paper is presented a simple procedure for evaluating the absorption coefficient of aluminum (Z = 13) using a gamma-emitting nuclide, highlighting the characteristics and limits that characterize the measurement. Using the educational kit caen, is possible to investigate the full potential of the adopted method. The results obtained give great confidence in the instruments and the aim of this work is to provide the first tools for conducting a good spectroscopic analysis.
We report on a common analysis for the experiments of SiPM characterization (A.1.1) and comparison of dierent scintillating crystals: light yield, decay time and resolution (B.1.5). With this proposal, we use CAEN educational kit premium, based on SP5600 power supply and amplication unit connected to the SP5650C SiPM and the DT5720A digitizer. On one hand, we use the SP5601 LED driver. On another hand we use a 137Cs gamma source coupled individually to BGO, LYSO(Ce) and CsI(Tl) crystals with a constant volume (6x6x15 mm3). In the former case, we vary the amplitude (intensity) of the LED driver and verify the spectroscopic response. In the latter case, the light yield is due to a 137Cs gamma source interaction with the respective crystal, and again a spectroscopic response is analyzed. As a proof of concept, pulse high and pulse shape analyses are also proposed. Schematic comparisons of the results obtained with the three crystals are presented.
The SiPM kit allows to perform cosmic ray and β particle detection using a plastic scintillating tile. The tile (model SP5602) has a sensitive volume of 150 x 150 x 10 mm3 and two loops of embedded wavelength shifting (WLS) fiber to collect and deliver the light to the SiPM sensors.
⏳️ Abstract These are notes meant to fill in the blanks and flesh out the partial explanations given in CAEN Application Note AN2502, SiPM Characterization. The CAEN system this note describes is a very high-tech item with complex internal functions and a lot of engineering behind it. In half an hour or
Even if a SiPM is able to detect very low light intensity, it can be used for detecting a large amount of light in radiation detection with scintillators. The CAEN Mini Spectrometer is based on a Hamamatsu 3×3 mm2 SiPM, model MPPC S10362‐33‐050C, coupled to a scintillating crystal. This sensor, with its 3600 cells, provides a wide dynamic range, allowing the building of a mini spectrometer. Its Dark Count Rate (DCR), due to the large amount of pixels, is one order of magnitude higher than that of the 1×1 mm2; its Dark Count Rate at 0.5 ph. is 3÷4 MHz: this is not a problem for the spectrometer application because we are not interested in counting photons, but in measuring the electrical charge of the large pulse obtained by the pixels signal overlap. A right threshold will remove all the spurious hits.
⏳️ Institute: University of InsubriaAbstractThe Silicon PhotoMultiplier (SiPM) consists of a high‐density (up to ~103 /mm2) matrix of diodes connected in parallel on a common Si substrate. Each diode is an Avalanche Photo Diode (APD) operated in a limited Geiger‐Müller regime connected in series with a quenching resistance, in order to achieve gain at
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