扫描和测量ED的时间分辨率

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宇宙线标定系统的前期工作
徐统业
2011-12-31 HEPG.SDU
目录
• 项目介绍
• ASD serve电子学插件
• 多次散射模拟
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项目介绍
课题背景
• 新一代的宇宙线实验,位于西藏羊八井的大型γ天文
巡天扫描探测系统——大型高海拔空气簇射观测实
验(LHAASO),正在预研究阶段。
• LHAASO计划建设成为一个拥有多个组分探测器阵列
联合观测的大型复合式宇宙线观测站。其中包括分
布在1平方公里范围内的5000余个电子探测器
(ED)阵列,用于测量宇宙线簇射事例中的电子成
分。
• 在此背景下,本课题计划建设一个精密宇宙线标定
系统,用于标定宇宙线簇射粒子的时间、位置信
息,测量电子探测器的各项指标,作为电子探测器
的检测系统,为电子探测器的研制提供根据。
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项目介绍
系统概述
• 系统三维示意图
上下两层闪烁体
探测器,用于触
发和时间标准;
上下两层TGC探测
器,提供位置信
息,用于位置测量
和时间修正;
中间放置待测电
子探测器
(ED),每次测
量可同时放置10
层ED。
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项目介绍
设计目标
• 本系统目的是对LHAASO电子探测器进行质
量控制,系统完成后将对5000个ED进行测
试,包括以下内容:
1. 扫描和测量ED的效率和均匀性,做出效率分布图,并检查漏光情
况;
2. 扫描和测量ED的时间分辨率,包括ED的整体时间分辨率和ED的时间
分辨均匀性;
3. 测量ED的单粒子能谱,给出它的能量分辨。
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ASD serve 电子学插件
设计需要
•
TGC探测的信号,首先经前端ASD(放大成形甄别)插件处理,
成为逻辑脉冲后进入后续电子学插件。
•
ASD插件需要外部提供±3V电源,可调的阈值电压,和差分测
试脉冲。
•
为此,设计了两种电子学插件:FASD和TPF。一块TPF插件与4块
FASD插件配合,可以为所有16块ASD插件提供所需的电源、阈
值电压和测试脉冲,并且为TDC插件N843提供8路单端测试脉
冲。
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ASD serve 电子学插件
TPF插件
1. 右图为TPF插件裸板的实物图
片。
2. 一块TPG插件从外部接受±12V电
源(6U_VME机箱或稳压电源)
和一路单端测试脉冲(信号发生
器),向4块FASD插件输出4路脉
冲,向N843输出8路模拟测试脉
冲和1路NIM脉冲。
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ASD serve 电子学插件
FASD插件
1. 右图为FASD插件的PCB设计图片。
2. 每块FASD插件从外部接受±12V电
源(从6U_VME机箱或稳压电源)
和一路单端脉冲(从TPF插件),
可以向4块ASD插件提供±3V电
源、幅度可调的正负阈值电压和
差分测试脉冲。
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多次散射模拟
Muon多次散射的Geant4模拟
1. 本系统的主要目标之一是测试电
子探测器的时间分辨率。方法是
由上下两层闪烁体探测器给出时
间标准,然后根据上下两层TGC
探测器给出的位置信息,重建出
带电粒子到达中间待测ED的时
间,根据这个时间与ED给出的时
间差的分布来评估ED的时间分辨
率。
2. 在对到达时间进行重建的过程
中,因多次散射造成的带电粒子
径迹的偏折,将对时间重建引入
误差,所以需要模拟带电粒子经
过系统的多层探测器的多次散射
过程。
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宇宙线标定系统的前期工作
徐统业
2011-11-31 HEPG.SDU
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