Microstrip Silicon Detector for Study of Ultra-Fast Processes at the Synchrotron Radiation Beam

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Present status of the development of the prototype of the Detector for imaging of explosions (DIMEX) based on silicon microtrip sensor is discussed. The prototype includes silicon p-in-n sensor with metal strips in direct contact with p-implants. Strips are 30 mm long and have 50 um pitch. Signals from the strips are read out with specially developed ASICs DMXS6A, that include 6 channels with DC compensation circuit at the input, four integrators, 32 analogue memory cells and output analogue shift register. The prototype detector has 96 registration channels provided with 16 DMXS6A ASICs. Each strip of the sensor is connected to the guard-ring through a 400 Ohm resistor and through 100 kOhm resistor to the input of the front-end ASIC. This resistive divider allows to adapt the dynamic range of the integrator of the ASIC to the full flux range of the beam line 8 at the VEPP-4M storage ring that includes 9-pole wiggler with 1.9 T B-field as SR source. The measurements of the dynamic range of the DIMEX-Si prototype demonstrate that maximum photon flux from one bunch that can be measured by this detector exceeds 100 000 photons per channel. For these measurements the sensor was inclined at an angle of 1.7 degrees with respect to the beam plane in order to increase quantum efficiency. The possibility to work in multi-bunch mode with bunches following in 55 ns is demonstrated, that proves that this detector can be successfully exploited at new SR-source SKIF that is under construction in Novosibirsk region.

About the authors

V. M. Aulchenko

Budker Institute of Nuclear Physics SB RAS

Email: L.I.Shekhtman@inp.nsk.su
Russia, 630090, Novosibirsk

A. A. Glushak

Budker Institute of Nuclear Physics SB RAS; Synchrotron Radiation Facility SKlF, Boreskov Institute of Catalysis SB RAS; Томский государственный университет

Email: L.I.Shekhtman@inp.nsk.su
Russia, 630090, Novosibirsk; Russia, 630090, Novosibirsk; Россия, 634050, Томск

V. V. Zhulanov

Budker Institute of Nuclear Physics SB RAS

Email: L.I.Shekhtman@inp.nsk.su
Russia, 630090, Novosibirsk

A. N. Zhuravlev

Budker Institute of Nuclear Physics SB RAS; Synchrotron Radiation Facility SKlF, Boreskov Institute of Catalysis SB RAS

Email: L.I.Shekhtman@inp.nsk.su
Russia, 630090, Novosibirsk; Russia, 630090, Novosibirsk

V. A. Kiselev

Budker Institute of Nuclear Physics SB RAS

Email: L.I.Shekhtman@inp.nsk.su
Russia, 630090, Novosibirsk

V. N. Kudryavtsev

Budker Institute of Nuclear Physics SB RAS; Novosibirsk State University

Email: L.I.Shekhtman@inp.nsk.su
Russia, 630090, Novosibirsk; Russia, 630090, Novosibirsk

P. A. Piminov

Budker Institute of Nuclear Physics SB RAS; Synchrotron Radiation Facility SKlF, Boreskov Institute of Catalysis SB RAS

Email: L.I.Shekhtman@inp.nsk.su
Russia, 630090, Novosibirsk; Russia, 630090, Novosibirsk

V. M. Titov

Budker Institute of Nuclear Physics SB RAS

Email: L.I.Shekhtman@inp.nsk.su
Russia, 630090, Novosibirsk

L. I. Shekhtman

Budker Institute of Nuclear Physics SB RAS; Novosibirsk State University; Томский государственный университет

Author for correspondence.
Email: L.I.Shekhtman@inp.nsk.su
Russia, 630090, Novosibirsk; Russia, 630090, Novosibirsk; Россия, 634050, Томск

References

  1. Tolochko B.P., Kosov A.V., Evdokov O.V., Zhogin I.L., Ten K.A., Pruuel E.R., Shekchtman L.I., Aulchenko V.M., Zhulanov V.V., Piminov P.F., Nazmov V.P., Zolotarev K.V., Kulipanov G.N. // Phys. Procedia. 2016. V. 84. P. 427. https://www.doi.org/10.1016/j.phpro.2016.11.072
  2. Piminov P.A., Baranov G.N., Bogomyagkov A.V., Berkaev D.E., Borin V.M., Dorokhov V.L., Karnaev S.E., Kiselev V.A., Levichev E.B., Meshkov O.I., Mishnev S.I., Nikitin S.A., Nikolaev I.B., Sinyatkin S.V., Vobly P.D., Zolotarev K.V., Zhuravlev A.N. // Phys. Procedia. 2016. V. 84. P. 19. https://www.doi.org/10.1016/j.phpro.2016.11.005
  3. Aulchenko V.M., Zhulanov V.V., Kulipanov G.N., Ten K.A., Tolochko B.P., Shekhtman L.I. // Physics-Uspekhi. 2018. V. 61. № 6. P. 515. https://www.doi.org/10.3367/UFNe.2018.01.038339
  4. Aulchenko V., Papushev P., Ponomarev S., Shekhtman L., Zhulanov V. // J. Synchrotron Radiation. 2003. V. 10. № 5. P. 361. https://www.doi.org/10.1107/S0909049503009142
  5. Aulchenko V., Evdokov O., Ponomarev S., Shekhtman L., Ten K., Tolochko B., Zhogin I., Zhulanov V. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2003. V. 513. Iss. 1–2. P. 388. https://www.doi.org/10.1016/j.nima.2003.08.067
  6. Aulchenko A., Zhulanov V., Shekhtman L., Tolochko B., Zhogin I., Evdokov O., Ten K. // Nuclear Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2005. V. 543. Iss. 1. P. 350. https://www.doi.org/10.1016/j.nima.2005.01.254
  7. Aulchenko V.M., Evdokov O.V., Shekhtman L.I., Ten K.A., Tolochko B.P., Zhogin I.L., Zhulanov V.V. // J. Instrumentation. 2008. V. 3. № 5. P. P05005. https://www.doi.org/10.1088/1748-0221/3/05/P05005
  8. Aulchenko V.M., Evdokov O.V., Shekhtman L.I., Ten K.A., Tolochko B.P., Zhogin I.L., Zhulanov V.V. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2009. V. 603. Iss. 1–2. P. 73. https://www.doi.org/10.1016/j.nima.2008.12.163
  9. Aulchenko V.M., Baru S.E., Evdokov O.V., Leonov V.V., Papushev P.A., Porosev V.V., Savinov G.A., Sharafutdinov M.R., Shekhtman L.I., Ten K.A., Titov V.M., Tolochko B.P., Vasiljev A.V., Zhogin I.L. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2010. V. 623. Iss. 1. P. 600. https://www.doi.org/10.1016/j.nima.2010.03.083
  10. Ten K.A., Pruuel E.R., Merzhievsky L.A., Lukjanchikov L.A., Tolochko B.P., Zhogin I.L., Shekhtman L.I. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2009. V. 603. Iss. 1. P. 160. https://www.doi.org/10.1016/j.nima.2008.12.192
  11. Titov V.M., Pruuél E.R., Ten K.A., Luk’yanchikov L.A., Merzhievskii L.A., Tolochko B.P., Zhulanov V.V., Shekhtman L.I. // Combustion, Explosion and Shock Waves. 2011. V. 47. № 6. P. 615. https://www.doi.org/10.1134/S0010508211060013
  12. Pruuel E.R., Ten K.A., Tolochko B.P., Merzhievskii L.A., Luk’yanchikov L.A., Aul’chenko V.M., Zhulanov V.V., Shekhtman L.I., Titov V.M. // Doklady Physics. 2013. V. 58. № 1. P. 24. https://www.doi.org/10.1134/S1028335813010035
  13. Ten K.A., Pruuel E.R., Kashkarov A.O., Rubtsov I.A., Antipov M.V., Georgievskaya A.B., Mikhailov A.L., Spirin I.A., Aulchenko V.M., Shekhtman L.I., Zhulanov V.V., Tolochko B.P. // Combustion, Explosion and Shock Waves. 2018. V. 54. № 5. P. 606. https://www.doi.org/10.1134/S0010508218050143
  14. Shekhtmana L.I., Aulchenko V.M., Kudryavtsev V.N., Kutovenko V.D., Titov V.M., Zhulanova V.V., Pruuel E.L., Ten K.A., Tolochko B.P. // Phys. Procedia. 2016. V. 84. P. 189. https://www.doi.org/10.1016/j.phpro.2016.11.033
  15. Aulchenko V., Pruuel E., Shekhtman L., Ten K., Tolochko B., Zhulanov V. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2017. V. 845. P. 169. https://www.doi.org/10.1016/j.nima.2016.05.096
  16. Shekhtman L.I., Aulchenko V.M., Zhulanov V.V., Kudashkin D.V. // Bull. RAS: Phys. 2019. V. 83. № 2. P. 220. https://www.doi.org/10.3103/S1062873819020254
  17. Shekhtman L., Aulchenko V., Kudryavtsev V., Kutovenko V., Titov V., Zhulanov V. // AIP Conf. Proc. 2020. V. 2299. Iss. 1. P. 050004. https://www.doi.org/10.1063/5.0030393
  18. Shekhtman L., Aulchenko V., Kudashkin D., Kudryavtsev V., Pruuel E., Ten K., Tolochko B., Zhulanov V. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2020. V. 958. P. 162655. https://www.doi.org/10.1016/j.nima.2019.162655
  19. Aulchenko V.M., Shekhtman L.I., Zhulanov V.V. // Optoelectronics, Instrumentation and Data Processing. 2020. V. 56. P. 81. https://www.doi.org/10.3103/S8756699020010112

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (453KB)
3.

Download (312KB)
4.

Download (365KB)
5.

Download (67KB)
6.

Download (1MB)
7.

Download (66KB)
8.

Download (180KB)
9.

Download (278KB)

Copyright (c) 2023 В.М. Аульченко, А.А. Глушак, В.В. Жуланов, А.Н. Журавлев, В.А. Киселев, В.Н. Кудрявцев, П.А. Пиминов, В.М. Титов, Л.И. Шехтман

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».