The invention relates to a gain control device, a system and a gain control method of a silicon photomultiplier tube. The gain control device is used to control the gain of the silicon photomultiplier tube connected in series with the silicon photomultiplier tube, including a controllable voltage source connected in series and at least one voltage regulator diode. The controllable voltage source includes at least one input terminal, the voltage regulator diode operates in a breakdown state, and its equivalent temperature coefficient is equal to the temperature of the silicon photomultiplier tube. The gain of the silicon photomultiplier is controlled by adjusting the voltage at the input terminal of the controlled voltage source. The invention has the advantages of simple technical scheme, fewer components, temperature compensation can be realized by using only analog devices, avoiding temperature sensor, corresponding digital processing unit and corresponding feedback system, and increasing the reliability of the system.
【技术实现步骤摘要】
硅光电倍增管的增益控制装置、系统及增益控制方法
本专利技术涉及光电探测
,尤其涉及一种硅光电倍增管的增益控制装置、系统及增益控制方法。
技术介绍
硅光电倍增管(SiPM)是一种新型的固态半导体探测器,具有非常优异的光子计数能力,能够实现弱光探测,近年来越来越广泛的应用于高能物理实验、核医学仪器和空间天文探测。SiPM工作电压较低(<100V),具有高的量子效率与高的增益(~106),非常好的时间分辨(~120ps),低功耗,体积小,低成本,对磁场不敏感,因而越来越广泛的用于代替传统的光电探测器件光电倍增管(PMT)。在高能物理实验领域,诸如日本的中微子振荡实验T2K,已经大规模的采用由滨松(Hamamatsu)生产的一种商用的SiPM,即MPPC作为闪烁体探测器的光探测器件。在核医学仪器中,SiPM正被广泛的研究用于正电子发射型计算机断层显像(PET),与传统的使用PMT的PET相比,SiPM的成本更低因而降低了PET造价,工作电压低,不会因出现因加高压而出现假信号的现象,且SiPM对磁场不敏感,因而可以与核磁共振仪MRI成像共同使用,获得更好的人体成像信息,特别是在脑和神经系统疾病方面的诊断将有着非常重要的表现。在空间天文领域,大气切仑柯夫成像望远镜FACT采用了1440个SiPM组成的阵列作为光读出单元。但SiPM的性能对温度较为敏感,其增益,击穿电压及暗计数均是温度的函数,因而限制了其应用。硅光电倍增管(SiPM)由工作在盖革模式的光二极管阵列组成,工作电压(通常也称作偏置电压)Vbias超过雪崩电压VBD几伏左右,高于雪崩电压部 ...
【技术保护点】
1.一种硅光电倍增管的增益控制装置,用于控制与其串联连接的硅光电倍增管的增益,其特征在于,包括串联连接的可控电压源和至少一个稳压二极管,所述可控电压源包括至少一个输入端子,所述至少一个稳压二极管工作于击穿状态,并且其等效温度系数与所述硅光电倍增管的温度系数相同,通过调节所述可控电压源的输入端子上的电压而控制所述硅光电倍增管的增益;所述至少一个稳压二极管包括串联的两个稳压二极管;所述可控电压源包括两级运算放大电路的级联,前级是电压跟随器,后级是单端输入的同相信号放大器;所述单端输入的同相信号放大器在运算放大器的负输入端与输出端及接地端之间分别仅具有一个电阻器。
【技术特征摘要】
1.一种硅光电倍增管的增益控制装置,用于控制与其串联连接的硅光电倍增管的增益,其特征在于,包括串联连接的可控电压源和至少一个稳压二极管,所述可控电压源包括至少一个输入端子,所述至少一个稳压二极管工作于击穿状态,并且其等效温度系数与所述硅光电倍增管的温度系数相同,通过调节所述可控电压源的输入端子上的电压而控制所述硅光电倍增管的增益;所述至少一个稳压二极管包括串联的两个稳压二极管;所述可控电压源包括两级运算放大电路的级联,前级是电压跟随器,后级是单端输入的同相信号放大器;所述单端输入的同相信号放大器在运算放大器的负输...
【专利技术属性】
技术研发人员:李正伟,徐玉朋,刘聪展,李旭芳,张翼飞,赵建领,路雪峰,许振玲,周旭,张硕,常治,
申请(专利权)人:中国科学院高能物理研究所,
类型:发明
国别省市:北京,11
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