p.d.e. measurement of 1600-pixel mppc
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P.D.E. Measurement of 1600-pixel MPPC
Sudo Yuji
Tsukuba Univ.
2006.12.19
PDE 測定方法• LED の光量の絶対値を知るのは困難• PMT と MPPC でそれぞれ測定した光電子数を比
較し、 P.D.E を算出する
• PMT 、 MPPC それぞれに対して同じ強さ / 量の光を 入射できるシステムが必要
• 光線のスポット径を十分小さくする必要がある– MPPC 受光面 … 1 x 1 mm– PMT 光電面 … 直径 5 cm
PMTPMT
MPPCMPPC QE
Npe
NpeEDP ...
Set up
Gate
Generator
Delay
Voltage
source
HV
PMT
MPPC
Stage
WLSF
Green
LED
AMP *63
Signal
input
Gate
PC
Thermostatic chamber
Clock
Generator
Voltage
source
0.5 mm pin hole
Number of p.e.
Observed Np.e.
Cross-talk
Corrected about
Noise and Cross-talk
Np.e.Efficiency
Observed Np.e.
=(Mean – pedestal μ)/d
d = s.p.p. μ - pedestal μ
d
20 MPPC No-17℃
Np.e.• Measured LED on and LED off ( noise )
• Supposed that signal is dominated poisson distribution
• Fitted LED on histogram
• Set 0.5 and 1.5 p.e. threshold ( LED on and off )
• Events of pedestal <= 0.5 threshold
• Calculated μnoise
μnoise = -ln( f(0,μnoise) )
f(0,μnoise) = Nnoise / Nnoise = exp( -μnoise )pedestal all
Np.e.
• Ntrue = NLED on / f(0,μnoise)
• f(0,μ) = Ntrue / NLED on
• μ = -ln( f(0,μ) )
• Cross-talk rate
= 1 – (NLED on - Pnoise × Ntrue) / Ntrue
pedestal pedestal
pedestal all
spp spp sppped
Np.e. ratio
• Compare MPPC Np.e. with PMT Np.e.
• I can’t still PMT(H1161-GS) datasheet . Therefore I don’t know correct Q.E. of PMT.
• According to other PMT(H1161-GS) datasheets , typical Q.E. is about 16 % with 530 nm wavelength
• Np.e. ratio is Following page
• Results @ 20 and @ 25 look like almost same ℃ ℃
•Npe ratio Max ~ 1.4
summary
• We are measuring P.D.E. of the MPPC
• P.D.E is 0.8 ~ 1.4 times the Q.E. of the PMT(H1161-GS)
• We need more measurements by different conditions
• need more analysis
Back up
光量分布の測定(2次元 Scan )
1 mm 四方の光量が変化しない領域が見られる
→ MPPC の受光面の形が見えている
各点でのADC分布
×50
×50
光源からの距離を変化させての1次元Scan
X軸方向 Scan
•立ち上がり ~ 0.5 mm 平坦な領域 ~ 0.5 mm•光源からの距離を変化させても、光量分布の幅が変化しない•光のスポット径は 0.5 mm という仮定と矛盾しない
Y軸方向 Scan・L=0cm・ 2 cm・ 4 cm・ 6 cm・ 8 cm
×25 ×25
MPPC
L
→ LEDPinhole
L
ピンホールからの距離を変化させての一次元Scan
•X軸方向の結果では、光軸とステージのZ軸が傾いているようだ•立ち上がりの傾きが距離と共にゆるくなっている•平坦な領域の両端がなまっていっている
×25 ×25
・ M=0cm・ 2 cm・ 3.3 cm・ 5.3 cm・ 7.3 cm
X軸方向 Scan Y軸方向 Scan
MPPC→ LED
PinholeM
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