Modelling the SiPM response to low light intensity

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Erscheinungsjahr:
2021
Medientyp:
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Beschreibung:
  • Silicon Photo-multiplier (SiPM) sind auf Silizium basierende Photodetektoren, die einzelne Photonen im sichtbaren Bereich des Lichtes auflösen können. Die Reaktion der SiPM hängt von mehreren intrinsischen Größen wie dem Gain, der dunklen Zählrate, dem korrellierten Rauschem und dem elektronischen Rauschen des Detektorsystems ab. Um eine große Anzahl an SIPM zu kalibrieren und deren Eigenschaften festzustellen ist es nötig, einen zuverlässigen Fitter und ein Model zu haben.
    Das Ziel dieser Arbeit war es das Model, welches die Reaktion der SIPM auf kleine
    Lichtintensitäten beschreibt, zu verifizieren. Für die Verifizierung wurde ein Programm
    genutzt, welches es erlaubt simulierte SiPM Signale herzustellen, sodass man die Eigenschaften des SiPM beliebig einstellen kann. Ein Fitter wurde geschrieben, der optimale Model Parameter erzeugt, die entweder simulierte order gemessene Daten beschreiben.
    Der Fitter kann mit afterpulse und cross-talk Wahrscheinlichkeiten bis zu 40% arbeiten. Die maximale Anzahl an mittleren primären Geiger-Entladungen für die der Fitter ein gutes Ergebnis produziert beträgt 9. Die maximale Breite des ersten Peaks beträgt 0.15 Q/G. Die minimale Anzahl an Ereignissen, die simuliert werden müssen, beträgt 1 × 104.
  • A Silicon Photo-multiplier (SiPM) is a silicon-based photodetector operating in the visible range with single-photon resolution. The response of a SiPM depends on several intrinsic parameters like its gain, dark count rate, correlated noise, and the electronic noise of the readout system. Therefore, to calibrate large quantities of SIPMs and extract their properties, it is necessary to have a reliable model and a tool to fit the model.
    This work aims to validate a model that parameterises the SiPM response to low light
    intensity. For the validation, a simulation tool was used to create simulated SiPM signals, so that the properties of the SiPM can be varied in a chosen range. A fitter was created that optimised the model parameters to best describe either simulation or measured data.
    The fitter can work with afterpulse and cross-talk probabilities as high as 40%. For the mean number of primary Geiger discharges and the pedestal width, the limits were found to be 9 and 0.15 Q/G respectively. The minimum number of events that have to be simulated for a successful fit is 1.3 × 104.
Lizenz:
  • info:eu-repo/semantics/openAccess
Quellsystem:
Forschungsinformationssystem der UHH

Interne Metadaten
Quelldatensatz
oai:www.edit.fis.uni-hamburg.de:publications/f01fbfba-5f80-4202-8510-bac1740dd590