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P.D.E. Measurement of 1600-pixel MPPC

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. Gate Generator. Clock

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  1. P.D.E. Measurement of 1600-pixel MPPC Sudo Yuji Tsukuba Univ. 2006.12.19

  2. 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

  3. Gate Generator Clock Generator Set up PC Gate Delay Signal input AMP *63 Green LED MPPC WLSF Voltage source Stage PMT HV Thermostatic chamber 0.5 mm f pin hole Voltage source

  4. s.p.p. μ - pedestal μ d = Number of p.e. 20 ℃ MPPC No-17 Observed Np.e. =(Mean – pedestal μ)/d Observed Np.e. Cross-talk Corrected about Noise and Cross-talk Np.e. d Efficiency

  5. f(0,μnoise) = Nnoise/ Nnoise = exp( -μnoise ) pedestal all 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) )

  6. Np.e. pedestal pedestal • 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 all spp spp ped spp

  7. 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

  8. Results @ 20 ℃ and @ 25 ℃ look like almost same • Npe ratio Max ~ 1.4

  9. 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

  10. Back up

  11. 光量分布の測定（２次元Scan） ×50 ×50 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

  12. 光源からの距離を変化させての１次元Ｓｃａｎ光源からの距離を変化させての１次元Ｓｃａｎ → LED MPPC Pin hole L Ｙ軸方向Scan Ｘ軸方向Scan ・L=0cm ・ 2 cm ・ 4 cm ・ 6 cm ・ 8 cm L ×25 ×25 • 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

  13. ピンホールからの距離を変化させての一次元Ｓｃａｎピンホールからの距離を変化させての一次元Ｓｃａｎ → LED MPPC Pin hole M Ｘ軸方向Scan Ｙ軸方向Scan ・M=0cm ・ 2 cm ・ 3.3 cm ・ 5.3 cm ・ 7.3 cm ×25 ×25 • 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

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