2003 Roma
2001 ESTEC-NL
Rivelatori per INTEGRAL ed AGILE
realizzati @ IASF-BO
C. Labanti - Gen 04
Sezione di Bologna
INTEGRAL payload
INTErnational Gamma RAy
Laboratory
- Range 15 keV - 20 MeV
- 4 strumenti
IBIS
SPI
JEM X
OMC
imager
spettrometro
x-ray monitor
optical monitor
- lanciato il 17.10.2002,
operativo per le osservazioni
dal gennaio 2003
http://sci.esa.int/integral/
C. Labanti - Gen 04
Sezione di Bologna
IBIS
Collimatore
Piano ISGRI
Struttura
principale
Piano PICSIT
PICsIT integrato in IBIS
Moduli anti-coincidenza
Maschera codificata a circa 3 m dal piano dei detectors
2 detectors layers:
ISGRI 16384 CdTe detectors (CEA) area sensibile 2600 cm2 range 15 - 500 keV
PICsIT 4096 CsI(Tl)-PD detectors (IASF-Bo) area sensibile 2890 cm2 range 180 keV - 20 MeV
Anticoincidenza (
Massa corpo centrale 380 kg
), Fast Data Handling (
), Calibration source (
)
dimensioni 940 x 940 x 850(h) mm
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PICsIT modulo
Pixel
assembly
Egg-crate
PD BIAS
Icarus ASIC
AFEE1
AFEE 2
Icarus ASIC
DFEE board
DFEE
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PICsIT: tecnologie
Sezione di Bologna
- Pixel
-ICARUS ASIC
Scintillatore CsI(Tl)
8.4 x 8.4 x 30 mm
Wrapped with white light diffusive material
Photodiode
PIN technology
Photodiode capacity
~50 pF
PD leakage current
~110 nA
Signal yield (at PD ends) 30 e-/keV
16 canali, ognuno con:
Charge preamplifier, Shaping amplifier, Discriminatore,
Peak & Hold più MUX e logica di comando
C. Labanti - Gen 04
Noise
950
Power consumption/channel
8
Event time tagging accuracy
1
Minimum input detectable signal
~ 5000
Maximum input signal in linear range 180.000
Radiation hardness
5 kRad
e- rms
mW
s
ee-
PICsIT short history
Design modulo 1996 @ TESRE (IASF- BO)
Prima luce piano PICsIT Ottobre 2002
C. Labanti - Gen 04
Modulo di qualifica, 1999 @ LABEN
Picco a 661 keV da
eventi singoli
137Cs
Sezione di Bologna
PICsIT organizzazione
ESA
ASI
IBIS-team
IASF-BO
LABEN
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Sezione di Bologna
PICsIT relazioni con industria
IASF BO
LABEN
Definizione requisiti
Design architetturale moduli rivelatori
Gestione industriale progetto
Ingegnerizzazione moduli rivelatori
Attività di quality assurance
Protopiti pixel
Definizione test pixel
Procurement di massa dei pixel
Valutazione performances pixel
Design e realizzazione ASICs
Definizione test su ASICs
Ingegnerizzazione ASICs
Valutazione performances ASICs
Definizione architettura elettronica digitale
Progetto e realizzazione elettronica digitale
Definizione procedure ed algoritmi di test
SW di quick look ed analisi (con ENEA-BO)
Test durante integrazione
Ruolo di controllo durante integrazione
Assemblaggio moduli
Integrazione moduli
Verifica moduli
Assemblaggio sistema
Integrazione e test in IBIS
Ruolo in material review boards
Ruolo in material review boards
Termo-Vacuum test a satellite integrato
Commissioning dopo il lancio
I/F scientifica PICsIT verso ESA, ASI, IBIS-team
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Sezione di Bologna
Il payload AGILE
30 MeV – 50 GeV
AGILE
http://agile.mi.iasf.cnr.it/
Astrorivelatore Gamma
ad Immagini Leggero
15 – 50 keV
Lancio previsto estate 2005
Tracker
INFN - TS
Data Handling
IASF - MI
SuperAgile
IASF - Roma
GSE, MGSE, SW analisi
IASF - BO
MiniCalorimetro
IASF - BO
Laben
AntiCoincidenza
IASF - MI
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Sezione di Bologna
MCAL Detector: 30 barre di CsI(Tl)
Barre di scintillatore CsI(Tl) e
lettura con due PD PIN
dimensioni: 375 x 23 x 15 mm
Barra avvolta con materiali
studiati per ottimizzare il segnale
letto ai fotodiodi
Ogni barra è contenuta in un
housing in fibra di carbonio per
fornire rigidità e modularità
Accoppiamento ottico cristallo
fotodiodo ad alta trasmissione
e resistente alle sollecitazioni
termo-elastiche
Ricostruzione in energia e
posizione degli eventi sfruttando
l’attenuazione della luce lungo la
barra
Eredità tecnologica di IntegralPICsIT
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Sezione di Bologna
Modi operativi MCAL
Il MiniCalorimetro può operare contemporaneamente in due modalità:
Modo GRID
 Slave del Tracker di Agile.
Agisce come calorimetro del Tracker.
Modo BURST



Rivelatore indipendente di fotoni
gamma per E > 300 keV.
3 discriminatori per barra.
Sistema di ratemeters per la
ricerca di Burst su diversi tempi
scala e per diverse aree del
rivelatore.
C. Labanti - Gen 04
Sezione di Bologna
MCAL Elettronica: 30 catene in modo GRID
30 catene in modo BURST
2 Fotodiodi PIN custom, studiati per
massimizzare la raccolta di luce, sono
accoppiati ad ogni lato barra
Un preamplificatore di carica low-noise è
collegato ad ogni fotodiodo
Ad ogni preamplificatore sono collegate 2 catene
elettroniche per il condizionamento dei segnali:
Catena di GRID – slave del tracker
Catena di BURST – rivelatore indipendente
di fotoni gamma
Performances elettronica:
 Basso rumore
 Alta risoluzione temporale
 Tempi morti ridotti
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Sezione di Bologna
Room for improvements
E’ difficile aumentare il segnale prodotto dagli scintillatori
Si puo’ lavorare sul rumore !
PD PIN 10 mm2
noise 450 e- rms @ 20 °C
PD SDC 9 mm2
noise 35 e- rms @ 20 °C
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