矽光電倍增管

矽光電倍增管（Silicon photomultiplier）是一種新型的光電探測器件，由工作在蓋革模式的雪崩二極體陣列組成，一般具有增益高10、靈敏度高、偏置電壓低、對磁場不敏感、結構緊湊等特點。它發明於二十世紀九十年代末，廣泛套用於高能物理及核醫學（PET）等領域，最近幾年來在核醫學領域發展迅速，被廣泛認為是可以取代光電倍增管的光探測器件。
其他名稱： SPM, SiPM, GAPD, MPPD
原理： 每個矽光電倍增管由大量的（幾百到幾千個）雪崩二極體（APD）單元組成，每一個單元由一個APD和一個大阻值淬滅電阻串聯而成，這些微元並聯成一個面陣列。為矽光電倍增管加上反向偏壓（一般是幾十伏）後，每個微元的APD耗盡層有很高的電場，此時若外界有光子打進來，會和半導體中的電子空穴對發生康普頓散射，打出電子或空穴（這句話不精確，只為方便理解），高能的電子和空穴隨即在電場中加速，打出大量的次級電子和空穴，即雪崩。此時每個微元電路中電流突然變大，在淬滅電阻R上降落的電壓也變大，APD中的電場瞬間變小，即APD輸出一個瞬時電流脈衝後雪崩停止，不同微元的淬滅電阻阻值相同，所以理論上講每個微元會輸出等大的脈衝。APD是模擬器件，但巨觀來看每個微元都是邏輯單元，有信號輸出是“1”，沒有信號就是“0”。在矽光電倍增管的動態範圍內，它輸出電流的大小就和發生雪崩的微元數成正比。
主要生產廠家： SensL, hamamatsu
在核醫學領域的套用： PET是目前惟一可在活體上顯示生物分子代謝、受體及神經介質活動的新型影像技術，現已廣泛用於多種疾病的診斷與鑑別診斷、病情判斷、療效評價、臟器功能研究和新藥開發等方面。
磁共振成像是一種生物磁自旋成像技術，它可以直接作出橫斷面、矢狀面、冠狀面和各種斜面的體層圖像，不會產生CT檢測中的偽影，無電離輻射，對機體沒有不良影響。MR對檢測腦內血腫、腦外血腫、腦腫瘤、顱內動脈瘤、動靜脈血管畸形、腦缺血、椎管內腫瘤、脊髓空洞症和脊髓積水等顱腦常見疾病非常有效，同時對腰椎椎間盤後突、原發性肝癌等疾病的診斷也很有效。
如果PET和MR能夠統一在一起共同成像，將會對各種腫瘤、乳腺癌等疾病的診斷髮揮巨大的效果。一直以來，由於PET中使用的光點探測器光電倍增管（PMT）不能在MR的強磁場中工作，阻礙了PET和MR的結合。如果將PMT換為矽光電倍增管，這個問題就會迎刃而解。目前，一大批中外科學家都在積極研製基於矽光電倍增管的PET，成果指日可待。