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Efficiency and uniformity of a SiPM array combined with a light concentrator
Mariana Rihl
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Betreuer*in
Eberhard Widmann
DOI
10.25365/thesis.24051
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29274.26305.538959-0
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Silicium Photomultiplier (SiPM) sind Halbleiter-Photodetektoren, die auf dem Prinzip von Einzelpho- tonen Avalanchedioden (APDs) basieren. Die vielen APDs, die in einem SiPM matrixförmig ange- ordnet sind, werden im Geigermodus betrieben und haben eine gute Effizienz für Photonendetektion. SiPMs sind sehr kompakt, brauchen im Betrieb wenig Energie und funktionieren störungsfrei in Magnetfeldern. Zusätzlich zu diesen Eigenschaften sind sie günstig in der Anschaffung, was sie für viele Forschungsfelder, wie z.B. Teilchen- oder Kernphysik, Astrophysik oder medizinische bildgebende Verfahren nützlich macht.
Eine Anwendung von SiPMs ist die Messung von Cherenkov-Strahlung, wobei bei einer Anordnung von mehreren SiPMs in einer Matrix auch eine Positionsauflösung möglich ist. Ein position- sauflösender Cherenkov-Licht Detektor wurde am Stefan-Meyer-Institut konzipiert und gebaut. Der Detektor besteht aus 64 SiPMs, die in einer quadratischen 8 × 8 Matrix angeordnet sind. Auf dieser Anordnung wurde ein sogenannter “light concentrator” fixiert, der die sensitive Fläche der Sensoren vergrößern, und somit die Kosten des Detektors verringern soll. In dieser Diplomarbeit wurde der Detektorprototyp bezüglich Uniformität und Effizienz der Lichtsammlung überprüft. Die Ergebnisse zeigen, dass sich ein “light concentrator“ für Experimente in denen Cherenkov-Licht gemessen wird, als nützlich erweist.
Abstract
(Englisch)
Silicon photomultipliers (SiPMs) are solid-state photon detectors based on the principle of single photon avalanche diodes (APDs). These APDs of a SiPM matrix are operated in Geiger mode and provide a good photon detection efficiency. SiPMs are compact in size, have a low power consumption and are insensitive to magnetic fields. Furthermore their use is cost efficient, which makes them, in addition to the previously mentioned characteristics, suitable for many research fields, such as particle physics, astrophysics, nuclear physics or medical imaging.
One application of SiPMs is the detection of Cherenkov light and with multiple SiPMs arranged in an array, a spatial resolution is possible. A position sensitive Cherenkov light detection module was built at the Stefan Meyer Institute. It consists of 64 SiPMs, which are arranged in a 8 × 8 matrix. On top of the array a so-called “light concentrator” is mounted. This light concentrator increases the sensitive area of the sensors, thus reducing the costs of the detector. In this work, the detector prototype was tested in terms of light collection efficiency and uniformity; in order to prove that the concept of a light concentrator is useful in experiments with Cherenkov light.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
SiPM Silicon Photomultiplier Cherenkov radiation Cherenkov light light concentrator position sensitive APD
Schlagwörter
(Deutsch)
SiPM Silizium Photomultiplier Cherenkovlicht Cerenkov Lichtkonzentrator positionsabhängig
Autor*innen
Mariana Rihl
Haupttitel (Englisch)
Efficiency and uniformity of a SiPM array combined with a light concentrator
Paralleltitel (Deutsch)
Effizienz und Uniformität eines SiPM arrays in Kombination mit einem Light Concentrator
Publikationsjahr
2012
Umfangsangabe
80 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Eberhard Widmann
Klassifikationen
33 Physik > 33.05 Experimentalphysik ,
33 Physik > 33.56 Elementarteilchenphysik
AC Nummer
AC11061137
Utheses ID
21506
Studienkennzahl
UA | 411 | | |