Improved digital readout logic in the MIRA ASIC for UV applications

This thesis presents the redesign and characterization of MIRA 2, a mixed-signal ASIC developed for the PLUS project to enable high-resolution UV imaging in the 55–200 nm range. Fabricated in 65 nm CMOS technology, the chip integrates a 32×32 pixel matrix with on-chip analog signal processing and digital photon counting. The main contribution is the improvement of the Charge Sharing Correction Logic to mitigate charge sharing effects in MCP-based detectors. A less reliable operating mode was removed and a revised mode introduced to enhance cluster recognition and counting accuracy. Experimental results confirm improved robustness, uniformity, and overall performance of the pixel array.

Questa tesi presenta il redesign e la caratterizzazione di MIRA 2, un ASIC mixed-signal sviluppato nell’ambito del progetto PLUS per applicazioni di imaging UV ad alta risoluzione nel range 55–200 nm. Realizzato in tecnologia CMOS a 65 nm, il chip integra una matrice di 32×32 pixel con elaborazione analogica del segnale e conteggio digitale dei fotoni on-chip. Il contributo principale riguarda il miglioramento della Charge Sharing Correction Logic per mitigare gli effetti di charge sharing nei rivelatori basati su MCP. Una modalità operativa meno affidabile è stata rimossa e sostituita con una versione migliorata, capace di ottimizzare il riconoscimento dei cluster e l’accuratezza del conteggio. I risultati sperimentali confermano una maggiore robustezza, uniformità e prestazioni complessive della matrice di pixel.