Speaker
科 王
(中国科学院高能物理研究所)
Description
中子探测在物质科学、生命科学、国家安全及核医学等领域发挥着至关重要的作用,特别是针对高性能中子成像需求，基于锂玻璃闪烁体与SiPM阵列的二维平面探测器因高效率和快响应而备受关注。多通道大规模读出系统在集成度、噪声控制及增益一致性上面临挑战。
本文研发了一款专用于SiPM探测器的64通道读出芯片，集成了前端DAC，电压型前放，成形，峰值保持，读出控制逻辑等。该芯片有效解决了多通道信号处理，增益控制等难题，提升了定位精度，为高分辨率二维中子探测器提供了高性能、紧凑型的读出解决方案。
针对ONSEMI MICROFC-10035（1mm2，暗计数30kHz）与HAMAMATSU S13360-3050CS（9mm2，暗计数500kHz）SiPM, 测得清晰的暗计数单光子谱。
采用ONSEMI MICROFC-60035（6*6mm2，暗计数1200kHz）SiPM加NaI闪烁体，测得Cs137全能峰分辨率8.19%。
本芯片在CPRE12-64CZT的架构上进行了增量设计，增加了增益调整及输入DAC。原芯片是一款较成熟的，为CZT、Si-PIN等无增益半导体探测器设计的读出芯片，ENC噪声最低达60e，读出方式灵活多样。而修改而成的CPRE12—64SiPM也具备低噪声与读出灵活的特点。与国际上其它SiPM读出芯片相比，它具有较长成形时间选项，能更好处理光衰减时间长的闪烁体信号。现在正在进行最后的系统设计和测试。
