Photomultiplicateurs en silicium avec la technologie SiPM

Silicon Photomultipliers (SiPM) on electronic board with neon background

La technologie des photomultiplicateurs au silicium (SiPM) représente une avancée révolutionnaire dans le domaine de la photodétection, car elle offre non seulement des performances de mesure élevées, mais aussi une fiabilité exceptionnelle dans une conception compacte et économe en énergie. La technologie SiPM offre une robustesse mécanique et électromagnétique accrue, garantissant qu'il n'y a pratiquement aucune perte de qualité au fil du temps, ce qui en fait une solution résistante et durable pour une large gamme d'applications.

Avantages de la technologie SiPM

  • Jusqu'à 99 % de réduction des coûts énergétiques
  • Taille d'installation réduite 
  • Technologie à 2 fils

Jusqu'à 99 % de réduction des coûts énergétiques

La technologie SiPM réduit considérablement les coûts d'exploitation grâce à sa haute efficacité énergétique, permettant une réduction des coûts énergétiques jusqu'à 99 % par rapport aux systèmes photomultiplicateurs traditionnels.

 

Conception compacte et encombrement réduit

Grâce à leur conception optimisée, les dispositifs SiPM nécessitent un espace d'installation minimal, ce qui permet une plus grande flexibilité et une plus grande facilité d'intégration, en particulier dans les zones à espace limité.

Capacité à 2 fils


Le câblage  à 2 fils réduit la complexité de l'installation et améliore l'efficacité globale du système, faisant du SiPM un choix idéal pour les nouveaux projets et les mises à niveau du système.

Livre blanc « Photomultiplicateurs en radiométrie »

Notre dernier livre blanc « Photomultiplicateurs en radiométrie » se penche sur le rôle essentiel de la technologie des photomultiplicateurs dans les mesures radiométriques. Ce guide complet couvre les principes fondamentaux, les avantages et les applications des photomultiplicateurs traditionnels et de la technologie avancée des photomultiplicateurs au silicium (SiPM), qui offre une efficacité énergétique, une durabilité et une précision de mesure supérieures.

Principaux sujets abordés

  • ​Principes de fonctionnement du photomultiplicateur
    Comprenez la science derrière la fonction du photomultiplicateur et pourquoi elle est essentielle pour des mesures radiométriques fiables.​​
  • Avantages des photomultiplicateurs au silicium (SiPM)
    Découvrez comment la technologie SiPM offre des avantages inégalés tels que les économies d'énergie, la durabilité, la conception compacte et la résilience aux interférences externes.
  • Applications dans les milieux industriels et scientifiques
    Des exemples concrets illustrent l’impact des photomultiplicateurs dans des domaines tels que la radiométrie, la science des matériaux et le contrôle qualité.

Téléchargez votre exemplaire

Technologie SiPM

Pour préserver les informations énergétiques, les SiPM sont constitués d'un réseau de microcellules, chacune contenant une photodiode à avalanche individuelle. Ces microcellules sont généralement très petites, souvent de l'ordre de quelques dizaines de micromètres, ce qui permet un conditionnement à haute densité d'APD sur un seul substrat de silicium. La petite taille minimise également la probabilité d'événements simultanés sur une microcellule. Pour garantir que le SiPM fonctionne dans une plage contrôlée, une résistance d'extinction est utilisée. Cette résistance permet de limiter la durée de la panne d'avalanche, empêchant l'accumulation excessive de charge et assurant une réinitialisation rapide de la microcellule pour les détections de photons ultérieures. L'agencement des microcellules permet au SiPM d'atteindre une efficacité de détection de photons élevée et une excellente résolution temporelle. Les signaux individuels de chaque microcellule sont lus et traités. La sortie est un signal numérique proportionnel au nombre de photons détectés. La haute densité de microcellules permet aux SiPM de fournir une excellente résolution spatiale et une excellente sensibilité, ce qui les rend particulièrement utiles dans les applications exigeant une détection précise des signaux lumineux de faible intensité. Les signaux de toutes les microcellules sont additionnés, ce qui fournit une sortie collective qui correspond au flux photonique total incident sur le SiPM. Ce processus de sommation permet aux SiPM de fonctionner sur une large plage dynamique, s'adaptant à la fois aux conditions de lumière de faible et de forte intensité.

NEW
LB 430 LoopSeries

Nouveau détecteur de mesure de niveau et de densité à 2 fils LoopSeries LB 430 avec une technologie révolutionnaire.

Détails

Descriptions détaillées de nos technologies de photomultiplicateurs

Technologies de photomultiplicateurs

Vaccum PMT

SiPM

Dimensions (longueur)     5 – 20 cm0.5 – 1 mm
Consommation électrique Environ 12 WEnviron 30 mW
Stabilité     ≤ 0.002 % par °C≤ 0.01 % par °C
Dépendance à la températureLégèrement dépendanteModérément dépendante
Efficacité quantique**30 – 35 %30 – 50 %
Vieillissement significatif Plusieurs effets significatifs, par exemple « jaunissement » Aucun effet*No significant effects

*Jaunissement d'un tube photomultiplicateur à vide

Le « jaunissement » d'un photomultiplicateur fait référence à la décoloration ou à la dégradation de la photocathode ou d'autres composants internes d'un tube photomultiplicateur (PMT), ce qui peut altérer ses performances. Ce phénomène est généralement causé par une exposition prolongée à des facteurs environnementaux ou à des conditions opérationnelles qui induisent des changements chimiques ou structurels au sein du PMT. Les principales causes sont les suivantes :

  • Dégâts causés par les UV/rayonnements : altère le verre ou la photocathode, réduisant la transmission de la lumière.
  • Dégradation de la photocathode : le stress chimique ou thermique modifie sa sensibilité spectrale.
  • Bombardement ionique : les ions internes endommagent la photocathode, provoquant des défauts.
  • Contamination/vieillissement : les matériaux dégazés se redéposent, aggravant la décoloration.

Bien que le jaunissement ait un effet significatif sur les systèmes de mesure radiométrique au fil du temps, nous utilisons notre compensation brevetée du rayonnement cosmique pour éviter ces effets. En mesurant le rayonnement cosmique depuis l'espace, Berthold s'assure que la haute tension des détecteurs est automatiquement ajustée au fil du temps, de sorte que les effets du vieillissement sont entièrement compensés.

en savoir plus sur les tubes photomultiplicateurs à vide

**Efficacité quantique

L'efficacité quantique (QE) est une mesure de la capacité d'un photodétecteur à transformer la lumière en signal électrique. Considérez-la comme un « score de conversion ». En termes de détecteur radiométrique, cela peut être considéré comme un « comptage à succès ». L'efficacité quantique vous indique combien de photons parviennent à libérer un électron. Par exemple, si 100 photons frappent l'appareil et 80 électrons sont libérés, le QE est de 80 %. 

La technologie SiPM utilisée dans divers domaines d'application

La technologie SiPM s'est imposée comme un composant précieux dans l'industrie de transformation, offrant des avantages distincts qui la rendent particulièrement bien adaptée aux environnements et applications les plus difficiles. Les SiPM bénéficient d'une construction solide et compacte, offrant une robustesse mécanique accrue. Cette caractéristique les rend particulièrement adaptés aux environnements exigeants, tels que l'industrie du fractionnement, où les équipements sont soumis à de fortes vibrations. La durabilité des SiPM leur permet de résister aux contraintes physiques couramment rencontrées dans ce contexte industriel difficile, garantissant des performances fiables sur de longues périodes.
Ils présentent également une robustesse électromagnétique améliorée, ce qui les rend adaptés aux applications en présence de champs électromagnétiques puissants. Cette caractéristique est particulièrement précieuse dans des industries telles que la fabrication de l'acier, où des freins électromagnétiques (EMR) sont utilisés pendant les processus de coulée. Les SiPM peuvent fonctionner de manière transparente dans de tels environnements sans être affectés négativement et peuvent donc être utilisés parfaitement pour mesurer le niveau d'acier fluide à l'intérieur du moule.

Téléchargements

9 Résultats