MPPC Timing Resolution

MPPC Timing Resolution
Shinshu-Univ
A.Kobayashi
Kobayashi Shinshu
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時間分解能とは
Timing resolution
Threshold
• 本研究におけるMPPCの時間分解能とは、MPPCの出力信
号がある高さ(Threshold)に到達する時間(Timing)のふらつ
きのことを言う
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測定のセットアップ
λ~450nm
V=8.5~18.5V
Width = 15ns
5kHz
×64 浜松アンプ
100ns
Threshold:100mV
•
•
•
•
Start pulse : Clock generator
Stop pulse : MPPC signal
MPPC bias : dV = 1.0V
MPPC type : 100 ,400 ,1600 ,2500 ,4400pixel in 1mm*1mm
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測定装置
LED
LED
MPPC
MPPC
プラスチックパッケージ測定時
セラミックパッケージ測定時
• 回路の設置場所を変えることで二つのパッケージで有感面の位置
が同じになるようにした
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データの取り扱い
Fit範囲はsigmaが最小
になるように設定
• TDCで測定した分布に対しgauss fitをして、
パラメータ“sigma [ch]”に、TDC分解能(25ps/ch)をかけて時
間分解能[ps]とする。
• 上の例だと 1.514ch ×25ps/ch = 37.85[ps]
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データプロット(1)
• Y軸 : 時間分解能[ps]
• X軸 : LED Driverへの印加電圧(VLED)
•
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•
•
例:VLED = 15Vのとき、sigma = 2.0[ch]
X = 15
Y = 2.0*25 =100
としてプロット
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プロット結果(1)
• ピクセル数が多いほど、時間分解能が悪い(大きい)
• LEDの印加電圧が大きいほど、時間分解能が良い(小さい)
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データプロット(2)
• Y軸 : 時間分解能[ps]
• X軸 : MPPCの検出光量(=Nfired) [p.e.]
• 例 : ある測定でTDCでsigma = 2.0ch、ADC
でNfired = 10000p.e.という結果が得られた
• X = 10000
• Y = 2.0*25 = 100
• としてプロット
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プロット結果(2)
• 各MPPC毎の光量に差があるため、1600pixel、2500pixel
以外は比較が定量的な比較が困難
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データプロット(3)
• Y軸 : 時間分解能[ps]
• X軸 : ピクセル数と検出光量の比 [p.e. / Npix]
• 例 1600pixelのMPPCを使って測定した所
sigma = 2.0ch Nfired = 8000p.e.という結果
が得られた
• X = 8000 / 1600 = 5
• Y = 2.0*25 = 100
• としてプロット
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プロット結果(3)
• 400pixel , 1600pixel , 2500pixelのデータ点がほぼ直線状
に並んだ
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まとめ
• 複数のMPPCを用いて時間分解能の測定を行い、
結果を比較した
• 横軸を光量でプロット
• →ピクセル数が多いほど時間分解能が悪く、光量
が大きいほど時間分解能が良い。という結果が得ら
れた。
• 横軸を光量/ピクセル数でプロット
• →異なるピクセル数のMPPCのデータ点が直線上
に並んだ
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