Зависимости характеристик кремниевых фотоумножителей от температуры

Изучены зависимости характеристик от температуры окружающей среды трех типов кремниевых фотоумножителей. В качестве объектов исследования использовались опытные образцы Si-ФЭУ со структурой p⁺–p–n⁺ производства ОАО «Интеграл» (Республика Беларусь), серийно выпускаемые Si-ФЭУ KETEK РМ3325 и ON Semi FC 30035. Приведена схема установки и методика исследования. Выполнены измерения величины фототока от интенсивности засветки, расчеты критической и пороговой интенсивности, динамического диапазона регистрируемого оптического излучения. Представлены зависимости фототока от интенсивности засветки при разных температурах окружающей среды. Установлено, что данные зависимости имеют линейный участок, длина которого характеризует значение критической интенсивности излучения, а угол наклона линейного участка к оси интенсивности – чувствительность Si-ФЭУ к оптическому излучению. Определено, что рост температуры приводит к ро- сту величины критической интенсивности и снижению чувствительности. Представлены зависимости пороговой интенсивности излучения от перенапряжения при разных температурах окружающей среды. Наиболее сильно зависимость пороговой интенсивности от перенапряжения проявляется при напряжении питания ниже напряжения пробоя. Установлено, что пороговая интенсивность излучения повышается с ростом температуры и зависимость пороговой интенсивности от температуры одинакова для всех исследуемых Si-ФЭУ. Определено, что значение динамического диапазона с ростом температуры уменьшается, что вызвано более значительным изменением пороговой интенсивности по сравнению с критической. Результаты исследований могут найти применение при разработке и конструировании приборов и устройств для регистрации оптического излучения на основе Si-ФЭУ.

1. Гулаков, И. Р. Фотоприемники квантовых систем / И. Р. Гулаков, А. О. Зеневич. – Минск: УО ВГКС, 2012. – 276 с.

2. Влияние параметров оптического излучения на амплитудные характеристики кремниевых фотоэлектронных умножителей / М. А. Асаенок [и др.] // Вес. Нац. акад. навукБеларусi. Сер. фiз.-тэхн. навук. – 2020. – Т.65, № 1. – С. 104–109. https://doi.org/10.29235/1561-8358-2020-65-1-104-109

3. Comprehensive Model of the Response of Silicon Photomultipliers / H. T. van Dam [et al.] // IEEE Transactions on Nuclear Science. – 2010. – Vol. 57, iss. 4. – P. 2254–2266.https://doi.org/10.1109/TNS.2010.2053048

4. Two-photon imaging with silicon photomultipliers / M. N. Modi [et al.] // Optics Express. – 2019. – Vol. 27, iss. 24. – Р. 35830–35841.https://doi.org/10.1364/OE.27.035830

5. Асаенок, М. А. Температурные характеристики кремниевых фотоэлектронных умножителей / М. А. Асаенок, О. Ю. Горбадей, А. О. Зеневич // Доклады БГУИР. – 2018. – № 2. – С. 54–58.