The paper stresses the issue of strong temperature influence on the gain of a Silicon Photomultiplier (SiPM). High sensitivity of the detector to light (single photons) requires stable parameters during measurement, including gain. The paper presents a method of compensating the change of gain caused by temperature variations, by adjusting a suitable voltage bias provided by a precise power module. The methodology of the research takes in account applications with a large number of SiPMs (20 thousand), explains the challenges and presents the results of the gain stabilization algorithm.
This paper presents the method for the compensation of the temperature fluctuations in the measurement system based on the Silicon Photomultipliers (SiPM). Temperature has very strong influence on the gain of the detectors. Because single photons are detected and the system is very sensitive, its parameters have to be steady during the measurements. Temperature is being stabilized by changeable bias voltage of the detector. This paper describes how the algorithm of compensation has been determined during series of measurements and presents first results of temperature compensation.
PL
Artykuł opisuje metodę kompensacji zmian temperatury w systemach pomiarowych zawierających krzemowe fotopowielacze. Temperatura ma duży wpływ na wzmocnienie krzemowego fotopowielacza. Ponieważ urządzenie to jest bardzo czułe i potrafi mierzyć pojedyncze fotony, jego parametry muszą być kontrolowane podczas pomiaru. Temperatura jest stabilizowana przez zmiany napięcia polaryzacji. Artykuł prezentuje opis opracowania metody kompensacji na podstawie pomiarów oraz pierwsze wyniki kompensacji temperatury.
This paper presents an efficient measurement system for a low-level light detection, emitted by fluorescent dye. The system setup and measuring method has been discussed. Silicon photomultiplier, which is called Multi Pixel Photon Counter developed by Hamamatsu, has been used as a light detector. Tests has been done for fluorescein and resorufin specimens in 1.5 ml volume PMMA (Polymethyl Methacrylate) cuvettes positioned in a specially designed optical system. Solutions of this dyes were prepared in TRIS buffer with pH factor equal 8. Range of concentrations which has been used for measurements is from 1ug/ml to about 1 pg/ml.
PL
Artykuł przedstawia efektywny system pomiarowy do detekcji światła fluorescencyjnego o niskim natężeniu. Została w nim omówiona konstrukcja systemu oraz metoda pomiarowa. Jako czujnik światła fluorescencyjnego użyty został fotopowielacz krzemowy produkowany przez firmę Hamamatsu. Testy wykonano na próbkach fluoresceiny i rezorufiny umieszczonych w kuwetkach PMMA o pojemności 1,5 ml. Roztwory tych barwników przygotowano w roztworze TRIS o czynniku pH = 8. Stężenia barwników w roztworach, wykorzystane podczas pomiarów zawierają się w przedziale od 1ug/ml do około 1 pg/ml.
This paper presents data acquisition system for Silicon Photomultiplier (SiPM), with four channels front-end ASIC implemented in 0.35 µm CMOS AMS technology. The signal from SiPM is shaped in front-end ASIC, converted to a digital value and processed in FPGA. The paper discusses principles of work, results of device measurements and data analysis.
PL
Artykuł ten prezentuje system akwizycji danych dla krzemowych fotopowielaczy (SiPM), który wykorzystuje czterokanałowy układ scalony ASIC zaimplementowany w technologii CMOS AMS 0,35 µm. Sygnał pochodzący z SiPM jest kształtowany w układzie ASIC, następnie konwertowany na postać cyfrową i poddawany dalszej obróbce w układzie FPGA. Artykuł omawia zasadę działania systemu, wyniki przeprowadzonych badań oraz analizę danych.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Monolithic active pixel detectors in SOI (Silicon On Insulator) technology are novel sensors of ionizing radiation, which exploit SOI substrates for the integration of readout electronics and a pixel detector. Breakdown voltage and leakage current of pixel diodes are very important parameters of the devices. This paper addresses recent development in the field of the technology of the SOI detectors, which lead to improvement of reliability and current-voltage characteristics of the sensors.
This paper reports a test structure for characterization of a new technology combining a standard CMOS process with pixel detector manufacturing technique. These processes are combined on a single thick-_lm SOI wafer. Preliminary results of the measurements performed on both MOS SOI transistors and dedicated SOI test structures are described in detail.
Wymagania stawiane przez kolaborację SUCIMA, dotyczące monitorowania natężenia i profilu wiązki dla hadronoterapii, oraz potrzeby szybkiego pomiaru dawki promieniowania przy wykorzystaniu detektorów monolitycznych z aktywnymi komórkami (MAPS) przyczyniły się do zaprojektowania specjalizowanego systemu akwizycji danych (DAQ SUCIMA—IMAGER). Hadronoterapia jest zaawansowaną techniką leczenia nowotworów przy wykorzystaniu takich cząstek, jak protony i lekkie jony. System DAQ został zaprojektowany na bazie zaawansowanego układu programowalnego FPGA (Field Programmable Gate Array) - VIRTEX II firmy XILINX. Dedykowany moduł elektroniczny do odczytu sygnałów analogowych, ich cyfrowej obróbki oraz przesyłania do komputera PC został zbudowany i przetestowany. Zaprojektowany system SUCIMA_IMAGER jest odpowiedni dla detektorów krzemowych zrealizowanych w technologiach CMOS oraz SOI (Silicon On Insulator). Projekt systemu oraz przykłady rezultatów uzyskanych z detektorami MAPS zaprezentowano w niniejszej pracy.
EN
In SUCIMA collaboration, the needs for real time beam intensity and profile monitoring for the hadrontherapy as well as requirements for the fast dosimetry using Monolithic Active Pixel Sensors (MAPS) forced to design unique Data Acquisition System (DAQ SUCIMA_IMAGER). Hadrontherapy is an advanced radiotherapic technique to treat radioresistant and inoperable tumors using particles like protons and light ions. The DAQ system has been developed on one of the most advanced XILINX Field Programmable Gate Array chip - VIRTEX II. The dedicated, multifunctional electronic board for the detector's analogue signals capture, the parallel digital processing as well as transmission through the high speed USB 2.0 port has been prototyped and tested. The designed DAQ system is suitable for silicon detectors realized in CMOS Technology and Silicon On Insulator (SOI) Technology as well. Design of DAQ SUCIMA_IMAGER system and example of results obtained with MAPS sensors will be presented in the paper.
Praca przedstawia nowe rozwiązanie mozaikowego detektora krzemowego z aktywnymi komórkami, wykonanego na płytkach podłożowych SOI (Silicon On Insulator) [1], wytworzonych metodą wafer-bonding. Prezentowana praca jest częścią projektu SUCIMA (Silicon Ultra Fast Camera for Gamma and Beta Sources in Medical Applications), realizawanego w ramach 5. Programu Ramowego Komisji Europejskiej.
EN
A novel solution of an active pixel detector, which exploits wafer-bonded Silicon On Insulator (SOI) substrates for integration of the readout electronics with the pixel detector is presented in this paper. The main concepts of the proposed monolithic sensor and the preliminary tests results with ionising radiation sources are addresses. Presented work is a part of the project, called SUCIMA (Silicon Ultra Fast Camera for Gamma and Beta Sources in Medical Applications), founded by European Commission within 5-th Framework Program.
Opisano wykonany w technologii SOI (ang. Silicon on Insulator) nowy, krzemowy detektor mozaikowy scalony z elektroniką odczytową. Przybliżono podstawowe założenia nowej technologii sensora SOI oraz przedstawiono wyniki pomiaru dedykowanej struktury testowej.
EN
New generation of monolithic silicon pixel detectors, fabricated on the SOI (Silicon on Insulator) substrate, is described in this paper. A new technology, which combines the standard CMOS process with the pixel detector manufacturing technique and the results of dedicated SOI test structures measurement are presented.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.