Transcript 扫描和测量ED的时间分辨率

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
2/10
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。
3/10
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。
4/10
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。
5/10
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。
6/10
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。
7/10
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。
8/10
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。
9/10
END
宇宙线标定系统的前期工作
徐统业
2011-11-31 HEPG.SDU
10/10