Controlador de temperatura y calentado para sistemas Skipper-CCD

Autores
Pietra, Federico Gastón
Año de publicación
2022
Idioma
español castellano
Tipo de recurso
tesis de grado
Estado
versión publicada
Colaborador/a o director/a de tesis
Tiffenberg, Javier Sebastian
Botti, Ana Martina
Descripción
Los sensores CCD (Charge-Coupled Devices) son circuitos integrados formados por una red bidimensional de millones de capacitores acoplados llamados píxeles. Estos píxeles son capaces de guardar la carga generada por la interacción de radiación incidente con el material semi-conductor y luego moverla secuencialmente hasta un amplificador de salida, donde es leída. Los Skipper-CCD extienden las capacidades de los CCD convencionales, permitiendo realizar múltiples lecturas independientes y no destructivas de la carga de cada pixel y de esa manera bajar el ruido de lectura de 2-5 electrones a una fracción de electrón. Estas características son de particular interés para experimentos de detección de partículas, en especial en aquellos que busquen detectar señales de muy baja energía (del orden de las decenas de eV). Estos dispositivos se operan en vacío y a temperaturas cercanas a 140 K. En esta tesis desarrollé un sistema de control que permite medir y regular la temperatura del detector, de manera de minimizar los efectos de la corriente oscura que incrementa el error en la detección de partículas. Este se basa en la implementación de una fuente de potencia regulable de 70 W, cuya tensión y corriente de salida se miden a través de un módulo de telemetría. Además, el sistema cuenta con un mecanismo de disparo de un LED que permite calibrar al sensor y un módulo de control de una electroválvula para regular la salida de vapor de nitrógeno y a su vez la temperatura del sensor. Como parte del trabajo, se definieron los requerimientos del sistema, y se desarrollaron los algoritmos de control y hardware necesarios para su funcionamiento. También se evaluó su desempeño, instalándolo y tomando datos en uno de los sistemas que ya se encuentran en nuestro país. El resultado demuestra que la utilización del sistema de control no impacta sobre el ruido de lectura, que resultó ser σ = (0,69±0,02)e− en toda la escala de potencia, para una medición en modo Skipper con 25 muestras y σ = (0,17 ± 0,01)e− para una con 400 muestras.
Fil: Pietra, Federico Gastón. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar
Repositorio
Biblioteca Digital (UBA-FCEN)
Institución
Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
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