基于SiPM的切仑科夫相机模拟

未来用于超高能中微子和宇宙射线的空间探测器将利用切仑科夫望远镜来探测由大气淋浴中的带电粒子产生的前向束切仑科夫光。切仑科夫探测器可以配备硅光电倍增管（SiPM）像素阵列，其相较于传统的光电倍增管（PMT）具有多种优势。SiPM体积小且重量轻，并且在较低电压下工作，非常适合空间实验。SiSMUV（基于SiPM的紫外光空间监测器）正在开发一款用于INFN那不勒斯的PBR（带无线电的POEMMA气球）切仑科夫相机。为了理解此类仪器的响应，需要对单个SiPM像素对入射光的响应进行全面的模拟。为了准确模拟阈值触发，此模拟必须重现SiPM像素随时间变化的电流。由于SiPM像素由许多单个雪崩光电二极管（APD）组成，因此也必须模拟APD中的饱和和堆叠。针对在INFN那不勒斯低激光光照条件下暴露的SiPM像素的ADC计数谱进行高斯混合拟合显示，在预期的光电（PE）峰之间存在大量样本。因此，诸如暗计数和后脉冲等噪声源，导致APD脉冲的部分积分，必须予以考虑。在使用静态合理的噪声率值下，本研究中提出的模拟链使用单个APD的特性来产生SiPM像素产生的总电流。当模拟并集成多个此类脉冲时，可以准确再现INFN那不勒斯SiSMUV测试装置中低激光光照生成的ADC谱。