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作者：龙逸洋;韩纪锋;阳旭;陈阳梅;胡鹏;刘星泉;林炜平;曲国峰;钱森;任培培;任晶;宋瑞强;汪鹏辉;王科;王娜;王志刚;易楚琦;殷生华;赵朝阳;
单位：四川大学原子核科学技术研究所辐射物理及技术教育部重点实验室;中核(北京)核仪器有限责任公司;中国科学院高能物理研究所;哈尔滨工程大学物理与光电工程学院;
摘要：硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier,SiPM)凭借其高增益、低工作电压、抗磁场干扰等优势,已成为粒子成像、核探测及医学成像等领域的关键光电探测器,应用需求与数量日益增长;制造工艺偏差可能导致各器件在增益、暗计数率等关键性能参数上存在差异,亟需高效的批量表征手段以保障系统性能的均匀性。本文设计了一套SiPM批量性能测量系统,包括积分球均匀光源、64通道数据采集卡、恒温恒湿箱、信号发生器及计算机控制单元等,可实现对大量SiPM增益、单光子响应、暗计数等参数的测量,解决大批量器件快速筛选与性能一致性问题。利用该系统对1 024个SiPM进行了测试,结果表明:单光子谱可清晰分辨10个左右光电子峰,单光子响应线性优异(R~2>0.99);增益均值为65.08 ch/p.e.,相对标准偏差为6.44%;在0.5 p.e.阈值下,暗计数率均值为138.7 kHz/mm~2,标准偏差为29.32 kHz/mm~2,所有器件均合格;该系统成功实现了大量SiPM的性能评估,同时为通过微调电压进行增益修正、进而优化大面积成像探测器性能提供了依据。本研究表明,该批量测量系统可高效、准确地完成SiPM增益与暗计数率的大规模测试,为SiPM等光电探测器的筛选与性能优化提供了可靠工具。
关键词：SiPM;;批量测量;;系统设计;;增益;;暗计数率
基金资助：国家重点研发计划项目(2023YFF0721700);; 国家自然科学基金(12475312)
