ESTIMACIÓN DE EFICIENCIA DE DETECCIÓN DE FOTONES EN MULTIPIXEL PHOTON COUNTER MPPC

Abstract

Los Multipixel Photon Counters o MPPC, son dispositivos contadores de fotones construidos sobre un sustrato de silicio. Un MPPC es una matriz de cientos o miles de pequeos fotodiodos de avalancha APD (Avalanche Photo diodes); éstos también son conocidos como SiPM (Silicon Photo Multipliers) ya que son el remplazo en silicio de los conocidos tubos fotomultiplicadores PMT (Photo- Multiplier Tube) ámpliamente utilizados en f??sica de alta energ?á. En este trabajo se caracteriza un MPPC de 3600 pixeles por canal. Cada canal es de 3x3 mm y este MPPC posee 16 canales. Este elemento es encapsulado en un paquete de 15x20 mm. El MPPC considerado presenta una ganancia del orden de 105 conseguida con tensiones alrededor de los 70V en contraste con los PMT, cuyas tensiones de operación superan los 600V. En este trabajo se mide emp??ricamente la ganancia, el dark noise, la tensión de ruptura y la eficiencia de detección de fotones o PDE (Photo-Detection Efficiency). Este último parámetro es de gran interés cuando se desea conocer la cantidad de fotones medidos. Se ha encontrado que el PDE es de alrededor de 24%, y es importante determinar esto ya que el fabricante no provee un valor exacto para este parámetro. Como estad??stica de las mediciones a más de 1500 MPPC, se han determinado la caracter??sticas lineales tanto del dark noise como de la ganancia con respecto a la sobretensión de polarización. El PDE en cambio presenta un comportamiento cuadrático con respecto a la sobretensión. Como resultado de las mediciones realizadas se logró obtener una completa base de datos con las caracter??sticas dark noise, ganancia y PDE versus tensión de polarización para cada uno de los MPPC, siendo posible llevar a cada uno a un mismo punto de operación si fuese necesario. Palabras claves: MPPC, eficiencia de detección de fotones, PDE.