基于硅光电倍增管对塑料闪烁光纤衰减长度及光产额的研究

作者：程泽辉; 余玉洪^*; 李公平; 孙志宇; 唐述文; 方芳; 陈俊岭; 杨海波; 孙宇; 王世陶; 章学恒; 孙亚洲; 闫铎; 何志轩; 张永杰; 刘相满

来源：原子能科学技术, 2020, 54(02): 340-347.

• 硅光电倍增管
• 塑料闪烁光纤
• 衰减长度
• 光产额

作为外靶实验终端(ETF)飞行时间探测的关键探测器,起始时间探测器需满足承受高计数率、高时间分辨和位置分辨等需求。塑料闪烁光纤(PSF)作为起始时间探测器改进方案的一种考虑,其衰减长度、光产额等性能参数将直接影响探测器的实际性能。本工作基于硅光电倍增管(SiPM)和PSF搭建相应的测试平台,系统研究了SiPM SensL MicroFC-SMA-30035和PSF Kuraray SCSF-78J的实际性能。结果表明:所选型号的SiPM具有优秀的单光子分辨能力,在所选工作电压范围内具有高增益及良好的增益线性,且具有较好的线性响应;光子在光纤中的衰减由两种成分组成,芯层光的有效衰减长度为547.4 cm,包层光的有效衰减长度为15.5 cm,光纤有效光产额约为552光子/mm,实际光产额约为968光子/mm。测试结果表明,采用该PSF结合SiPM读出的方式满足新型起始时间探测器的要求。

• 单位
  中国科学院近代物理研究所; 中国科学院大学; 兰州大学; 河南工业大学