據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，北京師范大學(xué)新器件校級(jí)實(shí)驗(yàn)室（NDL）在蓋帽電阻層位置靈敏硅光電倍增器（CRL-SiPM）的研究取得重要進(jìn)展，所研發(fā)的一維CRL-SiPM具有兩個(gè)正面電極和一個(gè)背電極，以表面連續(xù)電阻層實(shí)現(xiàn)雪崩電荷的傳輸與分配，以外延層電阻實(shí)現(xiàn)雪崩淬滅，表現(xiàn)出了良好的光子數(shù)分辨特性和位置靈敏特性。當(dāng)平均光電子數(shù)為0.11時(shí)，位置測(cè)量誤差為29.6 μm。單光子位置分辨率為393.4 μm。當(dāng)光電子數(shù)從1增加到7時(shí)，位置分辨率從393.4 μm提高到56.2 μm。室溫下，利用一維CRL-SiPM通過(guò)探測(cè)單光子事件實(shí)現(xiàn)四氯化碳（CCl4）拉曼光譜測(cè)量。結(jié)果表明，工作在室溫的一維CRL-SiPM具有單光子探測(cè)靈敏度，兼具了CCD（多通道快速測(cè)量）和PMT（高增益、快速光響應(yīng)和簡(jiǎn)單的讀出電子學(xué)）的優(yōu)勢(shì)，為激光光譜測(cè)量提供了一種新的探測(cè)器解決方案。

圖1 一維CRL-SiPM (a)剖面圖和(b)俯視圖，(c)實(shí)際光斑位置與探測(cè)位置對(duì)比，(d)位置分辨率與響應(yīng)光電子數(shù)關(guān)系，(e)利用一維CRL-SiPM測(cè)量CCl4拉曼光譜的空間分布和(f)光譜分布

NDL研發(fā)的二維CRL-SiPM具有四個(gè)正面電極和一個(gè)背電極，以蓋帽電阻層實(shí)現(xiàn)雪崩電荷的傳輸與分配，以外延層電阻實(shí)現(xiàn)雪崩淬滅，通過(guò)算法上的創(chuàng)新解決了位置畸變和信號(hào)傳輸時(shí)間延遲等問(wèn)題[2-3]，并具有良好的光子數(shù)分辨特性。在平均光電子數(shù)為14時(shí)，器件的位置測(cè)量誤差為44.5 μm，系統(tǒng)響應(yīng)函數(shù)達(dá)到了177.6 ps (FWHM)，單光子位置分辨率為240.7 μm。當(dāng)平均光電子數(shù)從2.3增加到42時(shí)，位置分辨率從214.9 μm單調(diào)提升至19.3 μm。這種位置靈敏SiPM具有較小的位置測(cè)量誤差、較高的位置分辨率、較高的微單元密度、較好的時(shí)間分辨率和較少的電子學(xué)讀出通道數(shù)，預(yù)期在小動(dòng)物PET 等高分辨弱光成像領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

圖2 二維CRL-SiPM (a)剖面圖和(b)俯視圖，(c)不同光照位置的器件響應(yīng)時(shí)間（單位ps），(d)不同光照位置下器件測(cè)量所得位置，(e)位置分辨率與平均光電子數(shù)（MPEN）關(guān)系（插圖為單光子位置分辨率），(f)器件響應(yīng)的脈沖面積分布譜