All Community “Particle Detectors Characterization” experiments

Background removal procedure based on the SNIP algorithm for γ-ray spectroscopy with the CAEN Educational Kit

November 12th, 2021| |CAEN Experiments, Particle Detectors Characterization

In gamma spectra the energy, the intensity and the number of resolved photo peaks depend on the detector resolution and the background from physics processes. A widely used method for subtracting the background under a photopeak is provided by the Sensitive Nonlinear Iterative Peak (SNIP) algorithm. This paper reports a validation procedure of the SNIP algorithm, based on the invariance of the photo-peak area for different background levels.

A simple and robust method to study after-pulses in Silicon Photomultipliers

November 12th, 2021| |CAEN Experiments, Particle Detectors Characterization

The after-pulsing probability in Silicon Photomultipliers and its time constant are obtained measuring the mean number of photo-electrons in a variable time window following a light pulse. The method, experimentally simple and statistically robust due to the use of the Central Limit Theorem, has been applied to an HAMAMATSU MPPC S10362-11-100C.

An Educational Kit Based on Modular Silicon Photomultiplier System

November 12th, 2021| |CAEN Experiments, Particle Detectors Characterization

Silicon Photo-Multipliers (SiPM) are state of the art light detectors with unprecedented single photon sensitivity and photon number resolving capability, representing a breakthrough in several fundamental and applied Science domains. An educational experiment based on a SiPM set-up is proposed in this article, guiding the student towards a comprehensive knowledge of this sensor technology while experiencing the quantum nature of light and exploring the statistical properties of the light pulses emitted by a LED

Characterisation of SiPMs

September 24th, 2021| |CAEN Experiments, Particle Detector Characterization, Particle Detectors Characterization, Silicon Photomultipliers

Silicon photomultipliers, thanks to their excellent performance, robustness and relatively simple use, are the photon-detectors of choice for many present and future applications. This paper gives an overview of methods to characterise SiPMs. The different SiPM parameters are introduced and generic setups for their determination presented. Finally, ways to extract the parameters from the measurements are discussed and the results shown. If a parameter can be obtained from different measurements, the results are compared and recommendations given, which is considered to be the most reliable. The characterisation of SiPMs, in particular for high light intensities and in high radiation fields, is presently a field of intensive research with many open questions and problems which will be discussed.

Silicon Photomultiplier characterization Experience

September 24th, 2021| |CAEN Experiments, Particle Detector Characterization, Particle Detectors Characterization, Silicon Photomultipliers

This experiment uses Silicon Photo-Multiplers (SiPMs) which are an high density matrix (104=mm2) of Silicon avalanche photo-diodes (APDs). Silicon photo-multipliers, often called “SiPM” in the literature, are solid-state single-photon-sensitive devices based on Single-photon avalanche diode (SPAD) implemented on common silicon substrate. The Silicon Photo-multiplier (SiPM) is a sensor that addresses the challenge of sensing, timing and quantifying low-light signals down to the single-photon level. The silicon photo-multiplier (SiPM) is a radiation detector with extremely high sensitivity, high efficiency, and very low time jitter. It is based on reversed biased https://www.overleaf.com/project/5c758f0ec184c1445ee1719cp- n diodes and can directly detect light from near ultra-violet to near infrared. SiPMs are employed in all those applications where low light/radiation levels must be measured and quantified with high precision.

Caratterizzazione fotorivelatore SiPM s13360-1350cs

September 24th, 2021| |CAEN Experiments, Particle Detector Characterization, Particle Detectors Characterization, Silicon Photomultipliers

Un fotodiodo a valanga (Avalanche Photo Diode APD), schematizzato in figura 1, è un particolare fotodiodo caratterizzato da quattro strati di semiconduttore drogati asimmetricamente. 1. La zona p+, molto drogata, con Na1 accettori (accettori/ μm3 > 105); 2. La zona i(p−), intrinseca, utile a tenere pressochè costante il campo elettrico, a migliorare l’efficienza quantica QE (numero di cariche elettriche rilasciate per ciascun quanto di luce assorbito) e a diminuire la capacità di giunzione; 3. La zona p, drogata con Na2 accettori (con Na1 < Na2); 4. La zona n+, caratterizzata dalla presenza di molti atomi Nd donatori (donatori/μm3 > 105)

Relazioni di Laboratorio

September 24th, 2021| |CAEN Experiments, Particle Detector Characterization, Particle Detectors Characterization, Silicon Photomultipliers

⏳️ Author: M. Caccia, A. Pizzamiglio, N. Radice, D. MazzaAbstractSi è cercato di redigere la relazione nel modo più sintetico e completo possibile per consentire un'agile ed esaustiva lettura.I grafici e le tabelle riportate sono parte integrante nello sviluppo del discorso e nella sua comprensione. Vengono di seguito riportati aspetti generali comuni all'intera relazione.

SiPM: fotomoltiplicatore al Silicio

September 24th, 2021| |CAEN Experiments, Particle Detector Characterization, Particle Detectors Characterization, Silicon Photomultipliers

L’occhio può essere considerato come il primo rivelatore di radiazione luminosa, captando luce dall’ambiente esterno e trasformando questo input in un segnale elettrico che funge da impulso nervoso per il cervello. In base all’essere vivente preso in considerazione la sensibilità di questo organo e la risposta allo stimolo luminoso variano notevolmente. Con lo sviluppo della fisica è comparsa l’esigenza di strumenti che fossero in grado di rilevare la radiazione luminosa, talvolta anche sotto forma di pochi fotoni (non sempre così facilmente osservabili dall’occhio umano). Un esempio significativo riguardo questa necessità nello sviluppo fisico risale allo sfintariscopio di Crooks (1903), uno schermo di Solfuro di Zinco che colpito da particelle α emette una debole luce. Inizialmente l’osservazione era effettuata ad occhio, contando le scintille emesse osservando il fenomeno con un microscopio in una stanza buia. Nel 1944 Curran e Baker sostituirono l’occhio umano con un fotomoltiplicatore (PM) in modo da rendere la lettura più facile e con un’affidabilità definita. Questo strumento è in grado di convertire un segnale luminoso in un segnale elettrico. L’amplificazione è proporzionale al segnale in ingresso.

Caratterizzazione di fotorivelatori al silicio SiPM

September 24th, 2021| |CAEN Experiments, Particle Detector Characterization, Particle Detectors Characterization, Silicon Photomultipliers

I Silicon Photomultiplier sono tra i più avanzati sistemi esistenti nel campo della rivelazione di singolo fotone: presentano dimensioni e costo contenute, hanno un’elevata sensibilità e sono immuni ai campi magnetici (al contrario di molti altri sensori simili), ma hanno anche un rumore elettronico non trascurabile, dovuto a fenomeni quali il Dark Count e l’Optical Crosstalk. Mediante la loro quanticazione è possibile caratterizzare tali sensori: in questa relazione presentiamo alcuni metodi utilizzabili a tale scopo, tra cui un conteggio all’oscilloscopio, una Staircase Analysys e un’analisi di istogrammi di frequenze, basata su dati raccolti digitalmente. E’ inoltre possibile studiare l’andamento di alcune grandezze tipiche degli spettri luminosi, all’oscilloscopio o con istogrammi di frequenze, per individuare il breakdown voltage del rivelatore e i suoi parametri di assetto ottimale. Inne dimostreremo analiticamente la natura poissoniana delle statistiche sottostanti all’emissione di fotoni da parte della sorgente luminosa utilizzata (LED) e al fenomeno di Dark Count.

Erasmus Mundus Program: Characterization of SiPMs

September 24th, 2021| |CAEN Experiments, Particle Detector Characterization, Particle Detectors Characterization, Silicon Photomultipliers

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.