研究目的
研究硅光电倍增管(SiPM)光传感器在高达30 kV/cm的电场强度和149 K温度下的性能表现,并与无外部电场环境中的性能进行对比。
研究成果
在低温条件下,测试的硅光电倍增管器件(滨松VUV3、FBK-RGB和FBK-LF)的性能在垂直于表面的外部电场强度高达30千伏/厘米时未受到显著影响。暴露于高电场后,这些器件上未观察到可见损伤。这支持了硅光电倍增管在需要低温高电场环境下运行的实验(如nEXO)中的潜在应用。
研究不足
该研究采用液化CF4而非液态氙(LXe)作为介质——虽为实用替代方案,但未探究与nEXO相关的LXe击穿特性。本研究未涉及SiPM在高外电场中工作的长期稳定性及表面电荷积聚可能产生的影响。
该研究通过低温环境测试了硅光电倍增管(SiPM)器件在不同外部电场强度下的性能表现。实验装置包含一个低温测试台,其高压阴极网与接地阳极可产生外部电场。SiPM器件安装于两电极之间并浸没于约149K的液化CF4中。研究分别在黑暗条件和LED光照下采集数据,以评估增益稳定性、光子探测效率及相关脉冲发生率。同时测量了器件的I-V特性曲线,以检验不同电场强度下其参数的变化情况。
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