新パッケージMPPC 温度依存性の測定

新パッケージMPPC
温度依存性の測定
2006年11月21日
検出器meeting
山崎秀樹 須藤裕司
測定項目
Gain
0.5pe Noiserate
Crosstalk
これらを温度とBias電圧を変えて、-20
~30度で測定
新Sample ADC分布(温度30度)
Vbias Voltage
77.0V
78.6V
LED Voltage 5.6V
きれいにpeakが分離してる
81.4V
Gainの測定
C
Gain  (VBias  Vo )
e
C : Pixel capacitance
V0: Breakdown voltage
e: 素電荷
Gainは線形に
変化している
NoiseRate
(熱電子によるアバランシェ増幅)
温度によって~数10kHz辺りまでダークノイズが
抑えられる(最大30度で750KHz)
C,V0の温度依存性
C,V0の温度依存性
V0:温度に対して線形に変化する
C: 温度によってバラバラ(fitによるものと思われる)
Closs-talk probability
2 pixel firedのeventをclosstalkと
ほとんどのsampleでは
する
Rate( 1.5 p.e.) closstalk率に温度依存
Pcrosstalk 
Rate( 0.5 p.e.) 性は見られない
今後の測定まとめ
まとめ
• 新パッケージは旧パッケージと比べて熱電子
ノイズが少なくなった
• 温度を下げると熱電子ノイズは少なくなる
今後の測定
•残る3つのsampleの測定にとりかかる
•最終的には合計20個のsampleでの測定をする
Backup
セットアップ:Gain
セットアップ:
ノイズレート / クロストーク
• ノイズレートの測定は、
63倍のPMTアンプ x 10倍のNIMアンプ
(ディスクリミネータのため)
Gainの算出
d r
Gain 
A e
r:ADC 分解能 0.25pc/count
A: アンプ増幅率
e:素電荷 1.6×1019 C
d
旧Sampleと新sample
ADC分布の比較
どちらもOver voltageは
2Vぐらい
光量も同じぐらい
旧 Sample
新Sample
Gain(温度依存性)
Gain
measurement
(旧パッケージ)
Gain 
C
(VBias  Vo )
e
C : Pixel capacity
V0: Breakdown voltage
・30℃
・25℃
・20℃
・15℃
・10℃
・0℃
・-20℃
Noise Rate
…熱電子によるダークカウント
rate (旧パッケージ)
・30℃
・25℃
・20℃
・15℃
・10℃
・0℃
・-20℃
Over voltage [V] = Vbias – V0(T)
・だいたい 100kHz~1MHz程度
・温度、Over voltageが低い ⇒ ノイズが少ない
Cross-talk Probability(旧パッ
ケージ)
・30℃
・25℃
・20℃
・15℃
・10℃
・0℃
・-20℃
Pcrosstalk
Rate( 1.5 p.e.)

Rate( 0.5 p.e.)
ダークノイズによる、2 pixel fired
signal をクロストークとした
Over voltage [V] = Vbias – V0(T)
バイアス電圧が2.5V以下では、
温度依存性がない