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精密测量多了新选择?滨松推出MPPC(SiPM)及模块新系列

2016.3.03

  众所周知,光电倍增管作为探测器,是精密探测的不二选择,不过,一种新型半导体光电探测器的出现,为这样的应用提供了更多的选择可能。那就是MPPC,即硅光电倍增管(SiPM)。

  硅光电倍增管是由许多个在盖革模式下工作的APD组成,因此,根据它的工作原理,也可被称为MPPC(multi pixel photon counter)。虽然从本质上讲,MPPC一个光半导体器件,但是它有着优良的光子计数能力,可用于检测在光子计数水平下极弱光的应用场合。可广泛应用于医疗、环境、工业、学术等方面。

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  这种新型的探测器具有可在低电压下工作的优点,并有着高增益、高光子探测效率、快速响应、优良的时间分辨率和宽光谱响应范围等特点。除此之外,也有着抗磁场干扰性和耐机械冲击性,这都是固体器件所独有的优势。

  但对于普通的MPPC来讲,在用于精密探测时,一定程度上可能会受到后脉冲和串扰的困扰,但滨松在2015年末推出了一系列适用于精密测量的MPPC及模块,在延续前代产品高光子探测效率的同时,在串扰,后脉冲与暗计数方面有了极大的改善。

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S13360系列中新增了专用于精密测量的产品

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MPPC模块C13365(左)及C13366(右)

  1、低串扰

  检测到光子的像素可能影响其他像素,使其他像素产生与输出脉冲类似的脉冲,这种现象被称为串扰。用于精密测量的MPPC采用抑制串扰发生的结构,与前代产品相比,大大减少了串扰的发生(44%下降到3%)。

  2、低后脉冲

  当MPPC检测到光子时,延迟信号可能与输出脉冲分别输出,这些信号被称为后脉冲。精密测量MPPC后脉冲可维持在较低水平。

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  3、低暗计数

  材料和晶圆工艺技术的改进,使暗计数与前代产品相比下降了约一半。

前代产品1 Mcps
NEW S13360-3050CS0.5 Mcps

  4、更宽的工作电压范围

  MPPC工作电压(Vop)可以表示为击穿电压(Vbr)+过电压(Vov)。随着工作电压增加,增益和光子探测效率提高,但与此同时,串扰和暗计数等噪声成分也会增加。在以前的产品中,增加工作电压令噪声成分显著增加,而用于精密测量的MPPC则大大改善了这一点,这也使得新产品可用于高电压的工作,从而获得更高的增益和更好的光子探测效率。

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  MPPC(硅光电倍增管)的出现为精密探测提供了一种新的可能,不过面临具体的应用需求,在探测器的选择上我们依然需要进行专业的判断,对于精密测量应来讲,光电倍增管与MPPC(硅光电倍增管)各具优势,只有对实际探测需求以及仪器整体需求出发进行把握,才可最最终明晰最合适的探测器选择。

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