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Updated: Jun 19, 2026
13:31
High Speed Sub-GHz Spectrometer for Brillouin Scattering Analysis
Published on: December 22, 2015
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16通道SiPM高频读取与超速飞行时间应用程序的时间超过值歧视
Vanessa Nadig1, Matthias Hornisch1, Jakob Oehm1
1Department of Physics of Molecular Imaging Systems, Experimental Molecular Imaging, RWTH Aachen University, Forckenbeckstraße 55, 52074, Aachen, Germany.
EJNMMI physics
|December 3, 2023
概括
本研究介绍了一种16通道高频读取板,可以提高光倍增器 (SiPM) 的定时分辨率. 新的电子设备通过实现更好的巧合定时分辨率 (CTR) 来增强PET和LiDAR等飞行时间 (TOF) 应用.
科学领域:
- 仪器化 仪器化 仪器化
- 粒子探测器 粒子探测器
- 核物理 核物理 核物理
背景情况:
- 在过去五年中,超高速高频 (HF) 读数的进步改善了光倍增器 (SiPM) 的计时性能.
- 高定时分辨率对于飞行时间 (TOF) 应用,如LiDAR,TOF-PET,TOF-CT和高能物理 (HEP),至关重要.
- 升级高频读取到多通道系统的现有局限性源于离散组件和高功耗,阻碍了TOF分辨率的系统级利用.
研究的目的:
- 开发和介绍一个16通道高频读取板,用于先进的计时应用.
- 为了使高TOF分辨率的系统规模利用和测量性能限制.
- 创建一个功能齐全,可扩展的读取解决方案,与高精度的时间到数字转换器 (TDC) 兼容.
主要方法:
- 开发了一个16通道高频读取板,具有前沿的歧视和线性化超值时间 (TOT) 方法.
- 确保与高精度TDC的兼容性,特别提到来自CERN的picoTDC.
- 使用TOFPET2 ASIC作为后端电子来模拟TDC性能和评估可扩展性的测试功能.
主要成果:
- 读取板减轻了TOFPET2前端的基线转移影响,通过脉冲激光器将内在巧合定时分辨率 (CTR) 从70ps提高到62ps (FWHM).
- 使用LYSO:Ce,Ca晶体和SiPM的单通道实验实现了118 ps (FWHM) 的CTR.
- 晶体和SiPM的4x4矩阵产生了223 ps (FWHM) 的平均CTR.
结论:
- 实现的16通道高频电子是完全功能性的,对后端电子 (TOFPET2 ASIC) 的计时性能影响最小.
- 预计与picoTDC的集成将为100 ps以下的TOF-PET分辨率铺平道路.
- 该系统有望在单光子检测中实现30 ps以下的TOF分辨率.
