用于中子位置灵敏探测器的SiPM性能研究

为满足中国散裂中子源(China Spallation Neutron Source,CSNS)工程材料衍射谱仪的探测器需求,CSNS探测器组设计并研制了基于硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier,SiPM)读出的闪烁体探测器.本工作针对该探测器,选取了 SenslMicroFJ-30035-TSV和 Hamamatsu S13363-3050NE-16 两种型号的 SiPM,开展了其击穿电压、增益、温度特性、暗计数率等关键性能的测试.测试结果显示,两者单光子分辨能力,增益、暗计数率等性能均可满足当前闪烁体探测器需求,相同过偏压下,前者增益高于后者,且Hamamatsu SiPM增益对温度更敏感.测试了两SiPM的温度补偿系数分别为22.0 mV/℃(Sensl)和53.6 mV/℃(Hamamatsu),为后续SiPM温度补偿电路设计奠定了基础.利用研制的探测器工程样机,在CSNSBL09下测试了两种SiPM读出的探测器对2.8 ?中子探测效率分别为76％和68％,为目标探测器及同类型探测器的SiPM选型提供了参考.