[发明专利]具有改进的脉冲形状读出的固态光电倍增管

说明书

本文提供固态光电倍增管的实施例。在一些实施例中，固态光电倍增管可包括多个像素，其中多个像素的各像素包括：多个子像素；以及缓冲放大器的第一集合，其中缓冲放大器的第一集合的各缓冲放大器分别耦合到多个子像素的子像素。

相关申请的交叉引用

本专利申请根据35 U.S.C. § 119要求临时专利申请序号62/053454(2014年9月22日提交，标题为“SOLID STATE PHOTOMULTIPLIER WITH IMPROVED PULSE SHAPEREADOUT”)的优先权益，通过引用将其完整公开结合到本文中。

背景技术

固态光电倍增管(SSPM)(通常又称作微像素光子计数器(MPPC)或者微像素雪崩光电二极管(MAPD))越来越普遍地用作光电传感器。例如，SSPM用于基于闪烁器的核检测器。通常，SSPM实现为硅光电倍增管(SiPM)。硅光电倍增管(SiPM)是雪崩光电二极管的多像素阵列，雪崩光电二极管具有在共同衬底上接合在一起并且对共同负载进行工作的数量高达数千的独立微像素(通常大小为10-100微米)。各像素具备大约10⁶的增益来检测光电子。

按常规，SSPM像素的输出连接到前端缓冲放大器，该前端缓冲放大器能够实现为跨阻抗放大器。使用这个常规布置能够产生来自SSPM的读出脉冲，该读出脉冲具有呈现快上升时间(例如< 1 ns)和较慢下降时间(例如10-50 ns)的读出脉冲形状。但是，发明人观察到，随着SSPM的大小增加，读出脉冲形状响应因与各SSPM像素的固有阻抗相结合的增加的寄生电容和电感而显著降级。

因此，发明人提供一种改进的固态光电倍增管。

发明内容

本文提供固态光电倍增管的实施例。在一些实施例中，固态光电倍增管可包括多个像素，其中多个像素的各像素包括：多个子像素；以及缓冲放大器的第一集合，其中缓冲放大器的第一集合的各缓冲放大器分别耦合到多个子像素的子像素。

在一些实施例中，硅光电倍增管阵列可包括：多个子像素，分组设置以形成像素；多个缓冲放大器，分别耦合到多个子像素；以及多个二级缓冲放大器，其中各组子像素耦合到多个二级缓冲放大器的二级缓冲放大器。

在一些实施例中，一种用于监测固态光电倍增管的方法可包括：监测固态光电倍增管的多个子像素的参数，其中多个子像素分组设置以形成像素，并且各子像素具有与其耦合的缓冲放大器；确定是否需要停用多个子像素的子像素或者调整子像素的缓冲放大器的V_bias或增益中的至少一个；以及向缓冲放大器提供信号以停用子像素或者调整缓冲放大器的V_bias或增益中的至少一个。

参照附图和详细描述将会进一步了解本发明的实施例的以上和其他特征。

附图说明

通过参照附图阅读以下详细描述，将会更好地了解本公开的这些及其他特征、方面和优点，附图中，相似标号通篇表示相似部件，其中：

图1示出按照本发明的一些实施例的示范固态光电倍增管(SSPM)阵列的一部分。

图2示出按照本发明的一些实施例的基于SSPM的检测器的示范实施例的框图。

图3示出按照本发明的一些实施例的示范SSPM的一部分。

图4示出图3所示SSPM的部分的部分电气示意图。

图5示出按照本发明的一些实施例的示范SSPM的一部分。

图6示出图5所示SSPM的部分的部分电气示意图。

图7示出按照本发明的一些实施例的示范SSPM的一部分。

图8是示出按照本发明的一些方面的缓冲放大器的电压和/或偏置的调整的流程图。