伽马光子经闪烁晶体转变为可见光光子后，利用光电器件将低能光子转换为电信号并进行倍增放大，输出闪烁脉冲信号。
PET系统中主要利用光电器件将闪烁晶体转换的低能光子转换为电信号并进行倍增放大，最终输出闪烁脉冲信号。
SiPM是一种新型高性能半导体光电传感器。其结构是由多个相同的像素并联而成，每个像素由工作在盖革模式下的雪崩光电二极管和淬灭电阻串联而成，功能是探测光信号并转化成电信号输出。
相比传统光电倍增管（PMT）和雪崩光电二极管（APD）具有更多优点。SiPM的工作电压低（＜100V）、增益高、响应速度快（ns量级）、探测效率高、结构紧凑、易于读出以及容易制作大规模阵列。每个APD单元工作在计数模式下，没有像线性模式APD那样的增益起伏和过噪声，具有比PMT更好的单光子分辨能力。在单光子或极微弱光信号的检测领域有替代传统光电倍增管的潜力。
目前实验室自主研发的高性能硅光电倍增器(Silicon Photomultiplier,SiPM）具有亚纳秒级响应速度，单光子级灵敏度和低噪声等特性，产品整体性能达到国际一线水平。
主要性能优势有：
超高的脉冲响应速度，脉冲上升时间低至0.88ns。
优异的噪声性能。TN系列SiPM采用高纯度硅晶材料，并基于高精度半导体工艺，有效控制了材料内部缺陷数量，从而降低了暗计数率（暗计数率低至88kHz/mm2）；同时对光学串扰、后脉冲进行了优化和提升，因此获得优异的整体噪声性能表现。
超高灵敏度，达到单光子级，具备极佳的光子计数能力。高增益，内部增益达106以上，微小信号轻松读出。
本项目在对SiPM器件雪崩物理过程研究的基础上建立了一套半导体雪崩过程分析模型，首次实现基于标准CMOS工艺的SiPM器件，结合MVT数字化方法开发出通用信号处理分析模块，并成功应用在辐射探测器、PET探测器等产品。
图1.全数字SiPM工程样片
图2.单光子谱
图3.辐射探测器
