Np.e.

P.D.E. Measurement of
1600-pixel MPPC
Sudo Yuji
Tsukuba Univ.
2006.12.19
PDE測定方法
• LEDの光量の絶対値を知るのは困難
• PMTとMPPCでそれぞれ測定した光電子数を比較し、
P.D.Eを算出する
P.D.E.MPPC
NpeMPPC

 QE PMT
NpePMT
• PMT、MPPCそれぞれに対して同じ強さ/量の光を
入射できるシステムが必要
• 光線のスポット径を十分小さくする必要がある
– MPPC受光面 … 1 x 1 mm
– PMT光電面 … 直径 5 cm
Set up
Gate
Clock
Generator
Generator
PC
Gate
Signal
Delay
input
AMP *63
Green
MPPC
WLSF
LED
0.5 mm f pin hole
Voltage
Voltage
source
Stage
PMT
HV
Thermostatic chamber
source
Number of p.e.
20 ℃ MPPC No-17
Observed Np.e.
Observed Np.e.
=(Mean – pedestal μ)/d
Cross-talk
d = s.p.p. μ - pedestal μ
Corrected about
Noise and Cross-talk
Np.e.
Efficiency
d
Np.e.
• Measured LED on and LED off ( noise )
• Supposed that signal is dominated
poisson distribution
• Fitted LED on histogram
• Set 0.5 and 1.5 p.e. threshold ( LED on
and off )
• Events of pedestal <= 0.5 threshold
• Calculated μnoise
noise = exp( -μnoise )
f(0,μnoise) = Nnoise
/
N
pedestal
all
μnoise = -ln( f(0,μnoise) )
Np.e.
LED on / f(0,μnoise)
• Ntrue
=
N
pedestal
pedestal
LED on
• f(0,μ) = Ntrue
/
N
pedestal
all
• μ = -ln( f(0,μ) )
• Cross-talk rate
on - Pnoise × Ntrue) / Ntrue
= 1 – (NLED
spp
spp
ped
spp
Np.e. ratio
• Compare MPPC Np.e. with PMT Np.e.
• I can’t still PMT(H1161-GS) datasheet .
Therefore I don’t know correct Q.E. of PMT.
• According to other PMT(H1161-GS)
datasheets , typical Q.E. is about 16 %
with 530 nm wavelength
• Np.e. ratio is Following page
• Results @ 20 ℃ and @ 25 ℃ look like almost same
•Npe ratio Max ~ 1.4
summary
• We are measuring P.D.E. of the MPPC
• P.D.E is 0.8 ~ 1.4 times the Q.E. of the
PMT(H1161-GS)
• We need more measurements by different
conditions
• need more analysis
Back up
×50
光量分布の測定（２次元Scan）
×50
1 mm四方の光量が変化しない領域が見られる
→ MPPCの受光面の形が見えている
各点でのＡＤＣ分
布
光源からの距離を変化させての１次元Ｓｃａｎ
→ LED
MPPC
Ｘ軸方向Scan
Pin
hole
L
Ｙ軸方向Scan
L
・L=0cm
・ 2 cm
・ 4 cm
・ 6 cm
・ 8 cm
×25
×25
•立ち上がり～ 0.5 mm 平坦な領域～ 0.5 mm
•光源からの距離を変化させても、光量分布の幅が変化しない
•光のスポット径は0.5 mmという仮定と矛盾しない
ピンホールからの距離を変化させての一次元Ｓｃａｎ
MPPC
Ｘ軸方向Scan
M
Pin
hole
→ LED
Ｙ軸方向Scan
・M=0cm
・ 2 cm
・ 3.3 cm
・ 5.3 cm
・ 7.3 cm
×25
×25
•Ｘ軸方向の結果では、光軸とステージのＺ軸が傾いているようだ
•立ち上がりの傾きが距離と共にゆるくなっている
•平坦な領域の両端がなまっていっている

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