silicon photomultipliers(简称sipm,又称 multi-pixel photon counter – mppc)是一种全新的高灵敏度硅光电探测器件,这种探测器主要是由工作在盖革模式下的雪崩光电二管阵列构成。近些年,随着sipm技术的日臻成熟以及价格的不断下降,sipm正推动着正电子发射型计算机断层影像(positron emission computed tomography,简称pet)设备的革命性发展。
sipm作为一种新型的半导体探测器,相比传统光电倍增管(pmt)和雪崩光电二管(apd)具有诸多有点。
pmt
photomultiplier tube
apd
avalanche photodiode
sipm
silicon photomultiplier
量子效率 25% … 40% 60% … 80% … 80%
单光子探测能力 y ----- y
工作电压 1 - 3 kv 100 - 500 v 20 … 80 v
增益 104- 109 30 - 300 105- 107
磁场敏感度 敏感 不敏感 不敏感
体积及机构紧凑程度 体积大,结构不紧凑 体积小,结构紧凑 体积小,结构紧凑
量产价格 中 低 低
sipm对磁场不敏感的特性使pet可与mri结合,其快速的时间响应特性能够满足tof-pet(time of flight, 时间飞行)的技术要求。另外,sipm紧凑的结构及较高的信噪比,大大提高了pet的空间分辨率,使其突破性的达到了亚毫米级。基于sipm技术pet的革命性的进步,也使得肿瘤检测更加准确,可检测肿瘤尺寸更加微小。
目前在国内外主要的sipm生产商中,德国ketek公司的sipm产品不论是在性能还是价格方面都具有非常大的优势。相比其他公司的同类产品,ketek公司的sipm具有更高的pde、更低的暗计数率和工作电压以及温度增益系数。
以50um microcell 为例,其主要参数指标为:
峰值相应 pde gain 暗计数率 串扰 zui大稳定偏压 温度增益系数 符合时间分辨率 能量分辨率-饱和修正
420nm >60%@ 420nm >106 100khz/mm2 2% 30%@vbd=25v <1% 174ps@lyso 12.3%@lyso
目前ketek公司的标准产品产品覆盖1mm*1mm-6mm*6mm等不同尺寸,smd(surface mount device)和pin两种封装,microcell 15um-100um等不同类型。同时不同尺寸的sipm又具有光学隔离和非隔离型两种,隔离性具有更低的串扰、噪声和更快的时间响应,非隔离型具有zui高的填充比和pde。
另外,ketek公司也可以针对客户提出的要求对sipm产品进行定制。以下是我们的定产品案例:
256 channel array build with pm11
64 channel linear array with 2% cross talk
欢迎致力于pet研发和生产的各位朋友与我们,我们可以免费提供不同尺寸的sipm供广大pet厂商测试,并提供必要的电子学设计支持。让我们一同为研发高品质、低价格的国产pet而努力!为造福广大肿瘤患者而奋斗!