在本文中，我们介绍了TPA - TCT作为硅探测器表征技术，对SPA的TCT方法进行对比，并重点讲述了一种TPA - TCT的实验搭建和测试方法。
用于硅粒子探测器TPA - TCT的FYLA飞秒激光解决方案
摘要：在本文中，我们介绍了TPA - TCT作为硅探测器表征技术，对SPA的TCT方法进行对比，并重点讲述了一种TPA - TCT的实验搭建和测试方法。
瞬态电流技术（TCT）是一种完善的方法来表征硅粒子探测器，无论是辐照和非辐照。在基于单光子吸收（SPA）的传统激光TCT实现中，空间分辨率仅限于二维，因为电荷载流子是沿着探测器内激光束的整个传播路径产生的。因此，对器件沿光束轴位置的灵敏度基本上是有限的。
双光子吸收瞬态电流技术（TPA - TCT）通过利用硅中的非线性吸收来克服这一限制。当使用亚带隙光子能量时，线性吸收被强烈抑制，并且电荷载流子只在强聚焦激光束的焦点处产生。这使得硅探测器本体内部载流子生成的真正三维空间分辨率得以实现，显著提高了垂直和平行于光束轴的分辨率。
对于硅中的TPA - TCT测量，1550 nm左右的激光波长特别合适，因为单个光子不携带足够的能量来产生电子-空穴对。只有在足够高的峰值强度下，载流子才能通过双光子吸收产生，将电荷产生限制在焦斑周围的微米级激发体积内。因此，实现稳定和可重复的双光子吸收需要飞秒激光脉冲、精确控制脉冲能量和强大的光学稳定性。
FYLA开发了Pulsar，这是一种紧凑的全光纤飞秒激光平台，专为满足TPA - TCT激发的苛刻要求而设计。Pulsar在1550 nm左右工作，提供超短飞秒脉冲，并独立控制脉冲能量和重复率，从而优化非线性吸收条件，同时大限度地减少寄生单光子吸收。其基于光纤的架构确保了机械稳定性，可重复的脉冲传输，并无缝集成到桌面探测器表征系统。
他的激光结构允许稳定的脉冲产生，宽范围的脉冲能量调谐，和重复率选择，这是必不可少的高分辨率映射电场分布，电荷输运性质，和辐射诱导效应在硅探测器。紧凑的外形和全光纤设计使该系统适合部署在探测器研发实验室，而不需要大型固态激光基础设施的复杂性。
TPA - TCT作为硅探测器表征技术的开发和验证得到了CERN RD50合作的大力推动，与学术和工业合作伙伴密切合作。在这种背景下，FYLA开发了Iceblink作为飞秒激发激光器，用于目前在CERN运行的台式TPA - TCT系统。Pulsar基于全光纤飞秒激光结构，发射约1550 nm的超短脉冲，通过硅粒子探测器中的双光子吸收，实现亚带隙激发和局域电荷载流子生成。
该方法的实验实现和性能——包括真正的三维空间分辨率，对辐照和非辐照探测器的适用性，以及对TPA - TCT方法的详细分析——在同行评审的出版物《利用硅粒子探测器中的双光子吸收的瞬态电流技术的桌面设置的开发》中进行了描述，该出版物由CERN的研究小组发表在IEEE核科学学报上。
与传统的基于SPA的TCT方法相比，1550 nm飞秒光纤激光器实现的TPA - TCT测量具有几个优势，包括真正的3D分辨率、提高的横向空间分辨率、降低对不需要的光学反射的灵敏度，以及在辐照探测器中分离线性和非线性吸收机制的能力。这使得该技术对薄传感器、cmos探测器、lgad和具有复杂电极几何形状的器件的表征特别有价值。
TPA - TCT已被证明是已建立的硅探测器表征技术的强大扩展，并越来越多地用于高能物理探测器的研发。紧凑的超快激光系统，如FYLA脉冲星，与欧洲核子研究中心合作开发和验证，使实验室规模的实施这种方法，为研究人员提供了一个稳定的，可重复的，高精度的工具，用于硅粒子探测器的开发。
欢迎直接联系昊量光电
关于昊量光电：
昊量光电凭借强大的本地化销售网络与专业技术支持团队，长期服务于国内数以万计工业及科研客户，涵盖半导体、生物医疗、量子科技、精密制造、生物显微、物联传感、材料加工、光通讯等前沿领域。
昊量光电拥有的专家级的软硬件开发团队及丰富的行业应用经验，可提供：
✅ 全天候售后技术支持——快速响应，确保设备稳定运行；
✅ 定制化解决方案——从售前咨询到安装，培训，系统集成等，满足多样化需求；
✅ 客户高度认可——服务案例覆盖众多头部企业及高端科研机构，客户满意度持续居前列。
您可以通过我们昊量光电的官方网站www.auniontech.com了解更多的产品信息，或直接来电咨询4006-888-532。
展示全部 
