SiPM 光子検出効率 (PDE) 計算ツールは、シリコン光電子増倍管（SiPM: Silicon Photomultiplier）の性能指標である光子検出効率（PDE: Photon Detection Efficiency）を、量子効率 (QE)、アバランシェ発生確率 (Ptrigger)、幾何学的充填率 (Fill Factor) の3つの主要パラメータから瞬時に計算するシミュレータです。
SiPM 光子検出効率 (PDE) 計算ツールの使い方
- 入力形式の選択 — パーセント表記（例: 40%）または小数表記（0〜1）を選択します。
- QE、Ptrigger、Fill Factor の入力 — 必須となる3つのパラメータの値を入力します。
- オプションで Vbias と Vbreakdown を入力 — バイアス電圧とブレークダウン電圧を入力すると、過電圧 Vov (= Vbias − Vbreakdown) も合せて計算されます。
- PDE計算結果の確認 — パーセントおよび小数値での計算結果と、各項目の寄与度が一覧表示されます。
計算式と理論背景 — SiPM 光子検出効率 (PDE) 計算
PDE = QE × Ptrigger × Fill Factor
Vov = Vbias − Vbreakdown- QE (Quantum Efficiency / 量子効率): 入射光子がシリコン内で電子-正孔対を生成する確率（波長依存）。
- Ptrigger (Avalanche Triggering Probability / アバランシェ発生確率): 生成されたキャリアがアバランシェ増幅を誘発する確率（過電圧 Vov に依存）。
- Fill Factor (幾何学的充填率): SiPMの受光面積全体に占めるマイクロセルの有効感光領域の割合。
SiPM 光子検出効率計算の主な活用シーン
- 素粒子・原子核物理学実験 — シンチレータ読み出し系における受光光子数や光量の見積もり。
- LiDARおよびToF（飛行時間計測）設計 — 単一光子測定（Photon Counting）用SiPM素子の選定と性能比較。
- 医療用画像診断装置 — PET（陽電子放出断層撮影）やCT装置向け微弱光センサの評価。
- 研究開発・実験測定 — データシート記載の理論値と実測データの検証・パラメータ比較。