大面积SiPM阵列混合模式读出电子学设计

• Published in: 原子能科学技术 Vol. 59; no. 1; pp. 189 - 196
• Main Authors: 何雷, 赵修良, 黄跃峰, 侯会良, 安焜豪
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国科学院大学,北京 100049 2025; 中国科学院上海应用物理研究所,上海 201800%南华大学核科学技术学院,湖南衡阳 421001%中国科学院上海应用物理研究所,上海 201800%中国科学院上海应用物理研究所,上海 201800; 南华大学核科学技术学院,湖南衡阳 421001
• Subjects: symmetric charged division circuit; silicon photomultiplier; 硅光电倍增管; 均衡电荷分配读出方法; ASIC芯片; ASIC chip
• ISSN: 1000-6931
• DOI: 10.7538/yzk.2024.youxian.0617

TL99; 放射性物质的准确定位对于寻找"孤儿源"、核设施去污和退役、辐射防护最优化等至关重要.硅光电倍增管(silicon photomultiplier,SiPM)已广泛应用于闪烁体探测系统.为实现低成本大视野高分辨探测系统,通过测量ASIC(application specific integrated circuit)芯片对输入信号的要求,仿真了电阻阻值与电阻网络输出信号上升时间之间的关系,设计了前置放大器用于适配ASIC芯片和电阻网络,利用电阻网络的信号通道压缩特性和ASIC芯片多路复用、高度集成等优点,设计验证了将两者优势相结合的混合模式读出电路.测试结果显示:读出电路RMS噪声约为2.73 mV,能准确测出241Am点源的位置,定位正确率约90.87％.设计的混合模式读出电路将64路SiPM信号简化为4路,探测器输出信号通道数减少16倍,单个A5202模块能同时读出1 024个SiPM单元,能极大降低大面积SiPM阵列读出的成本.