MPPC Timing Resolution Shinshu-Univ A.Kobayashi Kobayashi Shinshu 1 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 Kobayashi Shinshu 2 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 Kobayashi Shinshu 3 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 Kobayashi Shinshu 4 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] Kobayashi Shinshu 5 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） • • • • 例：VLED = 15Vのとき、sigma = 2.0[ch] X = 15 Y = 2.0*25 =100 としてプロット Kobayashi Shinshu 6 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） Kobayashi Shinshu 7 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 Kobayashi Shinshu 8 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 Kobayashi Shinshu 9 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 Kobayashi Shinshu 10 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 Kobayashi Shinshu 11 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 Kobayashi Shinshu 12
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