عنوان

بررسی عملکرد تکثیردهنده های فوتونی سیلیکونی در حالت های آنالوگ، دیجیتال و چندگانه با استفاده از نرم افزار شبیه سازی LTSpice

Number

پ۲۵۵۸۹

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

بررسی عملکرد تکثیردهنده های فوتونی سیلیکونی در حالت های آنالوگ، دیجیتال و چندگانه با استفاده از نرم افزار شبیه سازی LTSpice

First Statement of Responsibility

کیوان طایفی اردبیلی

Name of Publisher, Distributor, etc.

فیزیک

Date of Publication, Distribution, etc.

۱۴۰۰

Specific Material Designation and Extent of Item

۶۲ص.

Accompanying Material

سی دی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

فیزیک ماده چگال

Date of degree

۱۳۹۹/۰۷/۲۱

Text of Note

یکی از معضلات علم قطعات الکترونیکی به کار رفته در تصویربرداری پزشکی، شمارش دقیق فوتون ها و نیز تعیین موقعیت مکانی آن ها در حضور میدان مغناطیسی است. یکی از بهترین روش های موجود، استفاده از تکثیر دهنده های فوتونی سیلیکونی است. این تکثیر دهنده ها در قالب پیکسل های مستقل می باشند که بصورت موازی به یکدیگر متصل شده اند. عملکرد تکثیر دهنده های فوتونی سیلیکونی وابسته به ولتاژ کار اعمال شده به آن ها است. افزایش ولتاژ کار تکثیر دهنده فوتونی سیلیکونی، باعث بهبود راندمان در آشکارسازی فوتون ها و سیگنال خروجی می گردد. این موضوع تعیین یک ولتاژ بهینه به منظور حصول عملکرد ایده آل در تکثیر دهنده های فوتونی سیلیکونی را حايز اهمیت می کند. با این حال، ولتاژ کار تکثیر دهنده های فوتونی سیلیکونی در مقایسه با سایر تکثیر دهنده های قدیمی تر، پایین می باشد. حساسیت بالای تکثیر دهنده های فوتونی سیلیکونی به ولتاژ کار، امکان باز طراحی آن ها را به منظور بهره گیری در طیف وسیعی از زمینه های علوم، فراهم آورده است. در این پروژه، تکثیر دهنده های فوتونی سیلیکونی برای مدار های الکتریکی مختلف در سه حالت آنالوگ، دیجیتال و چندگانه ( به عنوان رایج ترین نسل های تکثیر دهنده های فوتونی سیلیکونی ) توسط نرم افزار LTSpice شبیه سازی شده و عملکرد آن ها بررسی می شود. نتایج به دست آمده نشان می دهد که در حالت آنالوگ خروجی بصورت مجموع جریان های منفرد همه ی پیکسل های موازی بدست می آید. این نوع از پالس های خروجی انعطاف کمتری در برابر آنالیز سیگنال دارند که خود سبب عدم بهره گیری از روش های بهبود کیفیت خروجی می شود. در تکثیر دهنده های فوتونی سیلیکونی دیجیتال، خروجی بصورت بیت های صفر و یک ذخیره شده و اطلاعات دقیق تری پیرامون زمان شروع و توقف سیستم بر پایه فوتون های برخوردی به ما می دهد. تکثیر دهنده های فوتونی سیلیکونی چندگانه به هدف بهبود این ویژگی توسعه یافته اند، به صورتی که در این حالت به دلیل منحصر به فرد بودن خروجی هر یک از سلول ها در قالب سیگنال های مجزا، اطلاعات بدست آمده دقیق تری در مقایسه با تکثیر دهنده های فوتونی سیلیکونی دیجیتال فراهم می آورد

Text of Note

Nowadays one of the main challenges in the utilised electronic elements in medical imaging devices is the precise localisations and counting of the photons in the presence of external magnetic field. One of the recommended methods in this situation is usage of the Silicon Photo-Multipliers (SiPM). The SiPMs are produced in the form of the independent units which can be found in the form of the array. Operation of SiPMs strongly depends on the voltage driven to them from the power supply. Increment of this voltage can enhance the gain of the SiPMs which can be easily observed in the output signal. This phenomena, emphasises on the importance of the determination of proper operation voltage based on the function of the SiPMs in the detectors. By considering the fact that the operation voltage of SiPMs in comparison to Photomultiplier Tubes (PMT) is relatively low, sensitivity of the SiPMs to the operation voltage makes it possible to design various types of SiPMs for a wide range of applications. The main aim of this research was to simulate analogy, digital and multichannel digital SiPMs by LTSpice software to have a clear comparison of their functionality. The results show that in analogy versions of SiPMs due to their structure, the output signal is not distinguishable cell by cell. The main consequence of this state is compatibility of the signals for further analysis and improvements against noises. In digital SiPMs, the output signal is in the binary format which gives us more accurate information about start and stop of the signal based on the incident photons. Multi Channel digital SiPMs have been developed to enhance this feature, to have a unique and independent output for each specific cell, that allow us to have more detailed information about detected photons

Variant Title

Evaluating performance of Analog, Digital and Multi Silicon Photomultiplier by LTspice simulation package

Entry Element

‏طایفی اردبیلی،

Part of Name Other than Entry Element

‏کیوان ‏

Relator Code

تهيه کننده

Entry Element

‏ بروستانی،‏

Entry Element

نقش آرا،‏

Entry Element

‏کسانی،

Part of Name Other than Entry Element

‏جمال

Part of Name Other than Entry Element

‏حمید

Part of Name Other than Entry Element

هادی

Dates

استاد راهنما

Dates

استاد راهنما

Dates

استاد مشاور

Entry Element

‏ تبریز