宇宙線標(biāo)定系統(tǒng)的前期工作

1、宇宙線標(biāo)定系統(tǒng)的前期工作,徐統(tǒng)業(yè)2011-12-31 HEPG.SDU,目錄,項(xiàng)目介紹ASD serve電子學(xué)插件多次散射模擬,2/10,課題背景,新一代的宇宙線實(shí)驗(yàn)，位于西藏羊八井的大型γ天文巡天掃描探測(cè)系統(tǒng)——大型高海拔空氣簇射觀測(cè)實(shí)驗(yàn)（LHAASO），正在預(yù)研究階段。LHAASO計(jì)劃建設(shè)成為一個(gè)擁有多個(gè)組分探測(cè)器陣列聯(lián)合觀測(cè)的大型復(fù)合式宇宙線觀測(cè)站。其中包括分布在1平方公里范圍內(nèi)的5000余個(gè)電子探測(cè)器（ED）陣列，用于

2、測(cè)量宇宙線簇射事例中的電子成分。在此背景下，本課題計(jì)劃建設(shè)一個(gè)精密宇宙線標(biāo)定系統(tǒng)，用于標(biāo)定宇宙線簇射粒子的時(shí)間、位置信息，測(cè)量電子探測(cè)器的各項(xiàng)指標(biāo)，作為電子探測(cè)器的檢測(cè)系統(tǒng)，為電子探測(cè)器的研制提供根據(jù)。,3/10,項(xiàng)目介紹,系統(tǒng)概述,系統(tǒng)三維示意圖,上下兩層閃爍體探測(cè)器，用于觸發(fā)和時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)；,上下兩層TGC探測(cè)器，提供位置信息，用于位置測(cè)量和時(shí)間修正；,中間放置待測(cè)電子探測(cè)器（ED），每次測(cè)量可同時(shí)放置10層ED。,4/10,項(xiàng)目介紹

3、,設(shè)計(jì)目標(biāo),本系統(tǒng)目的是對(duì)LHAASO電子探測(cè)器進(jìn)行質(zhì)量控制，系統(tǒng)完成后將對(duì)5000個(gè)ED進(jìn)行測(cè)試，包括以下內(nèi)容：,5/10,掃描和測(cè)量ED的效率和均勻性，做出效率分布圖，并檢查漏光情況；掃描和測(cè)量ED的時(shí)間分辨率，包括ED的整體時(shí)間分辨率和ED的時(shí)間分辨均勻性；測(cè)量ED的單粒子能譜，給出它的能量分辨。,項(xiàng)目介紹,設(shè)計(jì)需要,,6/10,ASD serve 電子學(xué)插件,TGC探測(cè)的信號(hào)，首先經(jīng)前端ASD（放大成形甄別）插件處理，成

4、為邏輯脈沖后進(jìn)入后續(xù)電子學(xué)插件。,ASD插件需要外部提供±3V電源，可調(diào)的閾值電壓，和差分測(cè)試脈沖。,為此，設(shè)計(jì)了兩種電子學(xué)插件：FASD和TPF。一塊TPF插件與4塊FASD插件配合，可以為所有16塊ASD插件提供所需的電源、閾值電壓和測(cè)試脈沖，并且為TDC插件N843提供8路單端測(cè)試脈沖。,TPF插件,,7/10,ASD serve 電子學(xué)插件,右圖為TPF插件裸板的實(shí)物圖片。一塊TPG插件從外部接受±12

5、V電源（6U_VME機(jī)箱或穩(wěn)壓電源）和一路單端測(cè)試脈沖（信號(hào)發(fā)生器），向4塊FASD插件輸出4路脈沖，向N843輸出8路模擬測(cè)試脈沖和1路NIM脈沖。,FASD插件,8/10,ASD serve 電子學(xué)插件,右圖為FASD插件的PCB設(shè)計(jì)圖片。每塊FASD插件從外部接受±12V電源（從6U_VME機(jī)箱或穩(wěn)壓電源）和一路單端脈沖（從TPF插件），可以向4塊ASD插件提供±3V電源、幅度可調(diào)的正負(fù)閾值電壓和差分測(cè)試

6、脈沖。,Muon多次散射的Geant4模擬,,9/10,多次散射模擬,本系統(tǒng)的主要目標(biāo)之一是測(cè)試電子探測(cè)器的時(shí)間分辨率。方法是由上下兩層閃爍體探測(cè)器給出時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，然后根據(jù)上下兩層TGC探測(cè)器給出的位置信息，重建出帶電粒子到達(dá)中間待測(cè)ED的時(shí)間，根據(jù)這個(gè)時(shí)間與ED給出的時(shí)間差的分布來(lái)評(píng)估ED的時(shí)間分辨率。在對(duì)到達(dá)時(shí)間進(jìn)行重建的過(guò)程中，因多次散射造成的帶電粒子徑跡的偏折，將對(duì)時(shí)間重建引入誤差，所以需要模擬帶電粒子經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的多層探測(cè)器的多