KIP-Veröffentlichungen

Diese Arbeit beschreibt die Entwicklung und den Aufbau eines Testsystems zur Bestimmung der charakteristischen Eigenschaften von Silizium Photomultipliern (SiPMs) und deren An- wendbarkeit für das bildgebende Verfahren der Positronen Emissions Tomographie (PET). Der hoch granulare Prototyp des hadronischen Kalorimeters, der im Rahmen der Vorberei- tungen für den International Linear Col lider (ILC) entwickelt wurde, verwendet SiPMs zum Nachweis von Licht das von kleinen Szintillatorkacheln erzeugt wird. Systematische Messun- gen des Gains, der Dunkelrate und der Photon-Detektionseffizienz wurden im Rahmen dieser Arbeit durchgeführt, die es ermöglichen SiPMs unterschiedlicher Hersteller zu vergleichen. Diese Untersuchungen sind hilfreich um eine Auswahl für zukünftige Prototypen und für den endgültigen Detektorentwurf zu ermöglichen. Ergänzend zur Charakterisierung wurde unter Verwendung von Multi-Pixel Photon Counters (MPPCs) ein weiterer Testaufbau errichtet, mit dessen Hilfe ihre Anwendbarkeit für PET- Systeme überprüft werden konnte. Werte für die relative Energieauflösung von (10 ± 0, 3) % und für die Zeitauflösung von (578 ± 35) ps wurden gemessen, unter Verwendung von LSO als Szintillatormaterial. Diese Werte sind vergleichbar mit typischen Werten ermittelt mit Photomultipliern.

This thesis describes the development and construction of a test-setup to determine the char- acteristic properties of Silicon Photomultipliers (SiPMs). Furthermore, the application of SiPMs for the Positron Emission Tomography (PET) imaging technique was studied. The highly granular hadronic calorimeter prototype, developed in preparation for the In- ternational Linear Col lider (ILC), utilises SiPMs for the measurement of light produced by small scintillating tiles. Systematic studies have been performed in this work, including mea- surements of gain, dark-rate and photon detection efficiency which allow to compare SiPMs from different manufacturers. These studies are helpful in order to select a specific device for future prototypes and for the final detector design. Complementary to the characterisation, a test-setup was built using Multi-Pixel Photon Coun- ters (MPPCs) in order to test their applicability to PET. Values for the relative energy reso- lution of (10 ± 0.3) % and for the timing resolution of (578 ± 35) ps were measured with LSO used for the scintillating material. These values are comparable to typical values obtained by photomultipliers.