Dresden 2013 – scientific programme

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T: Fachverband Teilchenphysik

T 69: Kalorimeter 1

T 69.7: Talk

Monday, March 4, 2013, 12:30–12:45, GER-052

STiC - Ein Auslese-ASIC zur präzisen Zeitmessung mit Silizium-Photomultipliern — •Tobias Harion — Kirchhoff-Institut, Universität Heidelberg

Moderne Teilchendetektoren, wie sie für Experimente der Hochenergiephysik und der Medizinphysik entwickelt werden, verwenden zunehmend Silizium-Photomultiplier (SiPM) zur Lichtauslese von Szintillatoren. SiPMs sind neuartige Photodetektoren, welche sich durch ihre Kompaktheit, Insensitivität gegenüber Magnetfeldern und hohe Zeitauflösung auszeichnen.
Die hohe Verstärkung dieser Sensoren führt zu einem grossen Ausgangsstrom, wodurch eine strommodus-basierte Auslesetechnik ermöglicht wird.
Basierend auf diesem Konzept wird der ASIC STiC für Flugzeitmessungen im Rahmen des EndoTOFPET-US Projektes entwickelt. Der Chip ermöglicht eine präzise Messung der Signalzeiten. Die Zeit- und Ladungsinformation des SiPM Signals werden innerhalb der analogen Eingangsstufe in ein Signal mit geringem Zeitjitter kombiniert und von einem TDC mit einer Zeitauflösung besser als 20 ps gemessen. Die digitalisierten Daten werden anschließend über eine serielle Datenverbindung mit 160 MBit/s zu einem Auslesesystem gesendet. Der ASIC eignet sich damit für viele Anwendungen, welche eine Zeitauflösung im Pikosekundenbereich erfordern.
Wir stellen erste Charakterisierungsmessungen der ersten Prototypversion des ASICs vor und geben einen Ausblick auf zukünftige weiterentwickelte Versionen des STiC Chips.