Experimental characterization of charge transport at high charge levels in multi linear silicon drift detector

Nel panorama mondiale delle sorgenti di luce, recentemente e’ stato sviluppato un nuovo tipo di sorgente, il laser ad elettroni liberi (Free Electron laser, FEL), che puo’ produrre fasci di fotoni con energie che spaziano dai raggi ultravioletti ai raggi X duri. Le sorgenti FEL generano impulsi di raggi X ultrabrevi e ad alta coerenza, con brillanza che puo’ essere diversi ordini di grandezza superiore alla radiazione prodotta con i piu’ moderni sincrotroni di terza generazione. Queste attraenti proprieta’ consentiranno una serie di nuovi esperimenti scientifici in molte discipline. Tuttavia non vi sono attualmente tecnologie per i rivelatori di raggi X in grado di soddisfare pienamente il salto di prestazioni dei sistemi di rivelazione richiesto dalle nuove sorgenti FEL di luce. Per questo motivo la comunita’ scientifica ha iniziato diversi sviluppi di nuovi rivelatori compatibili con tali sorgenti. In questa tesi e’ stato studiato un rivelatore di immagini X basato sul principio dei rivelatori in silicio a deriva multi-lineare (Multi-Linear Silicon Drift Detector, MLSDD). Al fine di valutare l’applicabilita’ di tale tipo di rivelatore di immagini ad esperimenti con raggi X prodotti da sorgenti FEL la tesi affronta lo studio sperimentale di un prototipo di MLSDD utilizzando il sistema laser IR pulsato del laboratorio “Rivelatori di Immagini X ed Elettronica a Basso Rumore” del Politecnico di Milano. Il sistema laser consente di generare impulsi di durata inferiore al ns, con intensita’ variabile e spot sul rivelatore di pochi micrometri, con 2 lunghezze d’onda disponibili (705 nm e 905 nm) e pertanto puo’ sondare la risposta del rivelatore in funzione di diversi parametri: posizione, profilo di ionizzazione e livello di iniezione di carica. La tesi presenta i risultati salienti della campagna sperimentale accompagnati dall’analisi dei dati e da simulazioni numeriche. I risultati ottenuti costituiscono la base di partenza per la futura ottimizzazione del progetto dei rivelatori MLSDD. Le tecniche di misura effettuate forniscono un quadro di riferimento per la qualificazione di rivelatori di immagini X in esperimenti FEL.