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