如今在光电探测器中,硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier,SPM)是一颗正在冉冉升起的闪亮新星。自二十世纪九十年代末被发明以来,经历了几代产品的技术革新,在近几年终于实现了商业化,并且在高能物理、粒子探测、医疗检疫、核医学等领域开始崭露头角。
目前MPPC虽然在噪声水平、极微弱光探测能力方面还不及传统的光电倍增管产品,不过由于其 低操作电压、抗机械冲击能力强、结构紧凑性、高温稳定性和耐曝光等特点,获得了高度的关注和认可。滨松公司基于61年光电探测器的研制技术和经验,对硅光电倍增管这种新一代探测器技术进行了潜心研究,并且在技术上保持着领先地位。在2006年正式将滨松高性能的硅光电倍增管产品——滨松MPPC(Multi Pixel Photo Counter)投放市场。
滨松MPPC阵列以及单元素产品
(“MPPC”为滨松公司注册商标)
MPPC是由多个工作在盖革模式的APD像素组成,与传统的APD相比,在室温下MPPC也可用获得106增益,并且对噪声也进行了有效的控制。MPPC作为半导体探测器产品中的一员,他继承了半导体探测器的大部分优势,并且在增益、信噪比、响应速度方面有更好的表现。此外,MPPC亦拥有高光子探测效率、反应快速、优秀的时间分辨率、以及较宽的光谱响应范围等性能优势。因此它可以满足众多领域的探测需求。
滨松MPPC的光子计数图
另外,MPPC磁场不灵敏,具很高的抗机械冲击能力,并可以不用担心因入射光饱和而产生老化(这是固体器件独有的优势)。因此它有着一定替代传统光子计数探测器的潜力。而易操作,高性能的特点,使它可以应用于医疗诊断、分析测试以及学术研究之中。
模块化:更快捷,更简便
为了更加方便使用,滨松研发推出了MPPC模块产品。滨松MPPC模块是可测量从光子计数级到毫微瓦级的较宽范围光强(10个数量级)的光学测量模块产品,其中包含了一个信号放大电路,一个高电压供给电路,以及其他的MPPC工作所需的原件,在连接电源后模块就可进行工作了。
在滨松最新研制的MPPC阵列模块C12677/8/9系列中,含了一个MPPC阵列,电流电压变换器电路,一个高压供给电路和一个温度修正电路。
滨松MPPC阵列模块C12677/8/9系列
根据不同的的需求,滨松可提供不同后缀的产品,分别包含不同类型的阵列MPPC,其中有一维线性的产品,可以满足多通道分光光度测量的设备,例如各类光谱仪、流式细胞分析仪等;另外还有装配二维MPPC阵列,可以满足大尺寸探测器需求的测试,配合闪烁体也可以用在核辐射成像领域,例如PET、SPECT等设备上。
滨松MPPC阵列模块C12677/8/9系列
流质细胞计数,以及荧光分析法应用示例
滨松C12677/8/9系列另外一个突出的特点,就是共有三种不同输出形式(各为模拟量输出、数字量输出、多通道分析输出),其有效光感区域,即通道阵列排列方式则有四种可选择的的类型。客户则根据不同的需求选择不同输出和性能的模块产品。
滨松MPPC作为新型的探测器已经“小荷露角”,如今我们看到了其高增益、低操作电压、抗机械冲击能力强、结构紧凑性、高温稳定性和耐曝光等传统探测器无可比拟的优势。相信在未来,随着滨松研发的不断推进,其蕴含的潜力将更多地被发掘并体现在医疗检测、分析测试、高能物理等众多领域。
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