Ottimizzazione di un sistema laser per la misura della risoluzione intrinseca di un LGAD

Questo lavoro di tesi si inserisce all’interno del programma di ricerca e sviluppo dedicato alla progettazione del nuovo rivelatore ALICE 3, che sarà installato presso il Large Hadron Collider (LHC) del CERN. L’attività svolta si focalizza sulla caratterizzazione di sensori al Silicio, in particolare dei dispositivi LGAD (Low Gain Avalanche Detector) e SiPM (Silicon Photomultiplier), con l’obiettivo di valutarne le potenzialità per la loro possibile integrazione nel futuro sistema di Time-of-Flight (TOF). In particolare, il lavoro ha riguardato tre attività principali. Nella prima fase sono state misurate le caratteristiche I-V per calcolare le tensioni di breakdown di diversi sensori al silicio (LGAD e SiPM). Questo parametro è fondamentale per definire il corretto regime operativo dei sensori e garantire prestazioni stabili. Successivamente sono state svolte misure di caratterizzazione preliminari con il laser. Sono stati determinati lo spot del laser e la dimensione della finestra attiva del sensore LGAD HPK 2B, elementi essenziali per garantire condizioni di misura ripetibili e controllate. Infine, è stata eseguita la misura della risoluzione temporale, utilizzando il segnale indotto dal laser. Lo studio di questi parametri è fine al rendere possibile la validazione dell’apparato sperimentale per la misura della risoluzione temporale intrinseca (di cui è stato trovato un valore limite di 8 ps) dei futuri sensori LGAD di nuova generazione.