بررسی عملکرد تکثیردهنده های فوتونی سیلیکونی در حالت های آنالوگ، دیجیتال و چندگانه با استفاده از نرم افزار شبیه سازی LTSpice
نام نخستين پديدآور
کیوان طایفی اردبیلی
وضعیت نشر و پخش و غیره
نام ناشر، پخش کننده و غيره
فیزیک
تاریخ نشرو بخش و غیره
۱۴۰۰
مشخصات ظاهری
نام خاص و کميت اثر
۶۲ص.
مواد همراه اثر
سی دی
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
کارشناسی ارشد
نظم درجات
فیزیک ماده چگال
زمان اعطا مدرک
۱۳۹۹/۰۷/۲۱
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
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
متن يادداشت
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
عنوانهای گونه گون دیگر
عنوان گونه گون
Evaluating performance of Analog, Digital and Multi Silicon Photomultiplier by LTspice simulation package
نام شخص به منزله سر شناسه - (مسئولیت معنوی درجه اول )