(3.227.249.155) 您好!臺灣時間:2021/05/07 06:51
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果

詳目顯示:::

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:邱冠霖
研究生(外文):CHIU KUAN-LIN
論文名稱:超級B介子工廠量能器之元件量測:光電五極管及雪崩光電二極體
論文名稱(外文):Device Measurement for ECL in SuperB Factory:Photopentode Tube & Avalanche Photodiode
指導教授:張敏娟
指導教授(外文):Chang Ming-Chuan
學位類別:碩士
校院名稱:輔仁大學
系所名稱:物理學系
學門:自然科學學門
學類:物理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:55
中文關鍵詞:高能加速器研究機構超級B介子工廠電磁量能器光電五極管雪崩光電二極體
外文關鍵詞:KEKSuper B factoryElectromagnetic Calorimeter (ECL)Photopentode Tube (P.P.)Avalanche photodiode (APD)
相關次數:
  • 被引用被引用:1
  • 點閱點閱:182
  • 評分評分:系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
由於位在日本筑波市的高能加速器研究機構(KEK),打算將目前B介子工廠(B factory)升級為超級B介子工廠(Super B factory)。其中包含兩個部分的升級:加速器(Super KEKB)和偵測器(Super Belle)。升級後,加速器將增加每秒碰撞所產生的事件數,而偵測器也將增強其背景雜訊處理的能力。
本論文屬於Belle偵測器中的電磁量能器(Electromagnetic Calorimeter, ECL)的升級計畫(Super ECL)。我們測試新開發的光電五極管(Photopentode Tube, P.P.)和雪崩光電二極體(Avalanche photodiode, APD),考慮用來取代原本裝置在電磁量能器上的光二極體(Photodiode, PD)。
我們將光電五極管和雪崩光電二極體放在一個鋁製的保溫黑箱中,並以波長為450nm的藍光LED作為光源,進行這兩種元件的放大率穩定性測試。結果發現三顆光電五極管樣品的放大率分別約165倍,195倍與220倍,差距不小。但多次測試的結果,各別的放大率都還算穩定,且與溫度變化並沒有明顯關係。而另兩顆雪崩光電二極體樣品的放大率分別為約50倍與70倍,較光電五極管的放大率小了許多,但也與溫度變化沒有明顯相關性。
由此結果來看,兩種元件的放大率與環境溫度變化都沒有太直接的關係,每顆樣品各自的放大率也都還算穩定。以放大率來看,雪崩光電二極體的放大率僅有數十倍,遠不及光電五極管,故要用來替換光二極體的話,光電五極管應是較好的選擇。若是考慮體積的大小,雪崩光電二極體是比光電五極管理想許多。
High Energy Accelerator Research Organization (KEK) located in Tsukuba city of Japan intends to upgrade the B factory to be the Super B factory. The upgrade contains two parts: the KEKB accelerator and the Belle detector. After the upgrade, the KEKB accelerator will increase the number of events produced in each collision and the Belle detector will also increase its ability to deal with the signal-to-background ratio.
This thesis is related to the upgrade plan of Electromagnetic Calorimeter (ECL), the sub-detector inside the Belle detector. We measured the performance of Photopentode Tubes (P.P.) and Avalanche photodiodes (APD) to understand if it would be possible to replace the original installed Photodiode (PD).
The P.P.s and APDs were placed in a aluminum box. We used the blue LEDs as the light source for the two samples during their gain ratio measurement. The blue LED is about 450 nm in wavelength. We found that the gain ratio of the three P.P. samples were about 165, 195 and 220. The gain ratio between these three P.P.s differed a lot, but each of them showed stable performance. Besides, no obvious relation existed between the gain ratio and the temperature. The gain ratio of the two APD samples were about 50 and 70, smaller than P.P.s. Similar to P.P., APD had no obvious relation between the gain ratio and the temperature.
Our result indicated that the gain ratio of these two samples, P.P. and APD, were stable and not related to the temperature of the environment. The gain ratio of APDs were smaller than the P.P.s. Therefore, if we want the better gain ratio, it would be a better choice to use P.P.s to replace the PDs. If we want a smaller size, APDs would be a better choice, too.
目錄

中文摘要 …………………………………………………………………i
英文摘要 ………………………………………………………………iii
致謝 ……………………………………………………………………v
目錄 ……………………………………………………………………vi
圖目錄 …………………………………………………………………ix
表目錄 …………………………………………………………………xii
第一章 緒論 …………………………………………………………1
第二章 實驗理論 ……………………………………………………3
2.1 光電效應 ………………………………………………………3
2.2 電離效應 ………………………………………………………3
2.3 量子效應 ………………………………………………………4
2.4 暗電流 …………………………………………………………4
第三章 實驗儀器與架構 ……………………………………………5
3.1 鋁製保溫黑箱 …………………………………………………5
3.2 廣角LED ………………………………………………………6
3.3 元件與電路設計 ………………………………………………7
3.3.1 PIN Photodiode ……………………………………………7
3.3.2 PIN Photodiode電路設計 …………………………………8
3.3.3 光電五極管(Photopentode Tube,P.P.) ……………………9
3.3.4 光電五極管電路設計 ……………………………………12
3.3.5 光電五極管放大率 ………………………………………14
3.3.6 雪崩光電二極體 …………………………………………15
3.3.7 雪崩光電二極體電路設計 ………………………………16
3.3.8 雪崩光電二極體放大率 …………………………………17
第四章 實驗結果與討論 ……………………………………………19
4.1 光電五極管放大率實驗結果 …………………………………19
4.1.1 光電五極管放大率四次測試 ……………………………19
4.1.2 光電五極管四次各種mode測量比較 ……………………20
4.1.2.1 綜合比較 ……………………………………………20
4.1.2.2 光電五極管各mode分析誤差及誤差百分比 ………23
4.1.3 光電五極管各mode受溫度影響百分比 ………………36
4.2 雪崩光電二極體放大率實驗結果 ……………………………40
4.2.1 雪崩光電二極體放大率兩次測試 ………………………40
4.2.2 雪崩光電二極體兩次各種mode測量比較 ……………40
4.2.2.1 綜合比較 ……………………………………………40
4.2.2.2 雪崩光電二極體各mode分析誤差及誤差百分比 …42
4.2.3 雪崩光電二極體各mode受溫度影響百分比 …………48
第五章 結論 …………………………………………………………52
[1] Thomas L. Floyd ,”Electronic Devices”,全華科技圖書股份有限公司,台北,2006.
[2] Ben G. Streetman and Sanjay Banerjee,”Solid State Electronic Devices”,曉園出版社,台北,2001
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
系統版面圖檔 系統版面圖檔