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Progetto e realizzazione di un setup di misura basato su preamplificatore di carica per fotorivelatori in silicio Sipm

Informazioni tesi

  Autore: Mirco Ravanelli
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2007-08
  Università: Università degli Studi di Trento
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria dell'informazione
  Relatore: Gian Franco Dalla Betta
Coautore: Lorengo Michele
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 228

I fotorivelatori, ossia i sensori in grado di convertire luce di debole intensità (fino al limite del singolo fotone) in un segnale elettrico, si dividono in due grandi categorie:
• Tubi fotomoltiplicatori
• Rivelatori a stato solido
Questi ultimi offrono rispetto ai primi vantaggi importanti, soprattutto se disposti a matrice.
Matrici di questi dispositivi con caratteristiche adeguate a varie applicazioni nei settori della fisica delle alte energie, fisica medica ed astrofisica sono state recentemente realizzate e hanno preso il nome di SiPM (Silicon Photomultiplier): questi dispositivi hanno delle prestazioni particolarmente interessanti in quanto funzionano a basse tensioni di alimentazione, sono insensibili ai campi magnetici ed hanno una buona efficienza di rivelazione di fotoni.
In ambito medico, la principale applicazione di questi dispositivi è la tomografia ad emissione di positroni (P.E.T ), che permette di produrre immagini relative ai processi funzionali dell’organismo e la fisica delle alte energie.
Uno dei parametri più importanti di questi rivelatori è il guadagno. Esso è definito come il numero di coppie elettroni-lacune che vengono generate per fotone assorbito.
L’obiettivo di questa tesi è il progetto e la realizzazione di un setup di misura che permetta una caratterizzazione molto precisa di questo parametro.
In particolare, il setup realizzato prevede l’utilizzo di un preamplificatore di carica e di un filtro formatore.
Il primo ha la funzione di misurare la carica rilasciata dal SiPM, il secondo ha il compito di migliorare il rapporto segnale-rumore e permettere la rilevazione della carica anche a rate di conteggio piuttosto elevate.

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Introduzione I fotorivelatori, ossia sensori in grado di convertire luce di debole intensit` a (fino al limite del singolo fotone) in un segnale elettrico, si dividono in due grandi categorie: • Tubi fotomoltiplicatori • Rivelatori a stato solido Questi ultimi offrono rispetto ai primi vantaggi importanti, soprattutto se disposti a matrice. Matrici di questi dispositivi con caratteristiche adeguate a varie applicazioni neisettoridellafisicadellealteenergie, fisicamedicaedastrofisicasonostate recentemente realizzate e hanno preso il nome diSiPM(Silicon Photomulti- plier): questi dispositivi hanno delle prestazioni particolarmente interessanti in quanto funzionano a basse tensioni di alimentazione, sono insensibili ai campi magnetici ed hanno una buona efficienza di rivelazione di fotoni. In ambito medico, la principale applicazione di questi dispositivi ` e la tomo- grafia ad emissione di positroni (P.E.T), che permette di produrre immagini relative ai processi funzionali dell’organismo e la fisica delle alte energie. Uno dei parametri pi` u importanti di questi rivelatori ` e il guadagno. Esso ` e definito come il numero di coppie elettroni-lacune che vengono gener- ate per fotone assorbito. L’obiettivodiquestatesi` eilprogettoelarealizzazionediunsetupdimisura che permetta una caratterizzazione molto precisa di questo parametro. In particolare, il setup realizzato prevede l’utilizzo di un preamplificatore di carica e di un filtro formatore. Il primo ha la funzione di misurare la carica rilasciata dal SiPM, il secondo ha il compito di migliorare il rapporto segnale-rumore e permettere la rile- vazione della carica anche a rate di conteggio piuttosto elevate. La tesi ` e organizzata in 5 capitoli. 3

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