带放大的硅光电倍增(SiPM)探测器由大量工作在盖革模式下的雪崩光电二极管(APD)组成，在紫外到可见光范围具有高光子探测效率，每个像素都可以偏置在击穿电压之上，在高偏压下可获得更高PDE和增益，因此适用于弱光探测。而在低偏压下可获得更低的暗计数和串扰概率。   与光电倍增管(PMT)不同，SiPM探测器不受磁场影响，也不会被环境光损坏。硅光电倍增器(SiPM)与光电倍增管(PMT)相比，两种探测器都能够放大非常微弱的信号，并具有相似的增益水平，但PMT通常覆盖较大的有源区，而SiPM的尺寸更紧凑。虽然两种探测器具有相当的探测效率，但SiPM的工作电压低得多，可提供更大的动态范围。

对SiPM探测器施加外部偏压，可使APD像素在高于其击穿电压的情况下工作，从而产生强电场。当吸收单个光子后会产生电子-空穴对，电场加速电子，通过碰撞电离产生二次电子。由此产生的雪崩构成SiPM探测器的增益，并且雪崩会根据所施加的偏压而变化。

SiPM探测器可通过调节其偏置电平，提高探测器的增益和光子探测效率（PDE）；然而，增加偏置电平也会增加串扰行为并放大暗电流，增加暗计数。增加偏置水平还将改善渡越时间扩展，降低光线入射后像素输出信号所需的时间。一般来说，对于高增益或PDE的应用，可以设置较高的偏置电平，对于需要低噪声的应用，可以设置较低偏置电压。

对于不同型号的SiPM，具有不同的像素大小、活动区域和灵敏度。通常，大像素尺寸的SiPM可以提供更高的增益和PDE，而小像素尺寸则可以提供更快的响应速度和更宽的动态范围。具有较大有源区域的SiPM更适合需要更宽动态范围的应用，而较小的有源区域提供更高的响应速度和更低的暗计数。SiPM探测器的PDE与光电倍增管（PMT）的量子效率（QE）相当；但是，SiPM检测器能够提供更大的动态范围。

• 盖革模式：在此模式下，二极管的工作电压略高于击穿阈值电压。因此，单个电子-空穴对(通过吸收光子或热波动产生)可引发强烈雪崩。SiPM探测器中的每个像素都包含盖革模式下的APD。
  
• 暗计数率：在没有任何入射光的情况下记录计数的平均速率，并决定了由真实光子引起的最小计数率。可通过使用冷却探测器来抑制。
• 死时间：是探测器在恢复状态下所需的时间间隔。在此期间，探测器对入射光子不敏感。SiPM探测器中多个像素同时处于死时间会影响探测器的动态范围。
• 后脉冲：在雪崩期间，一些电荷会被困在像素的高场区域内。当这些电荷被释放时，它们会引发雪崩。这些电荷的寿命只有零点几μs。因此，很可能在信号脉冲之后直接出现后脉冲。 
• 串扰：当一个像素产生的雪崩触发相邻像素的二次雪崩时，就会发生串扰。

产品参数表

性能图示

部件组成

SIMSCOP SiPM探测器 应用案例

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