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,新一代的宇宙線實驗，位于西藏羊八井的大型γ天文巡天掃描探測系統(tǒng)——大型高海拔空氣簇射觀測實驗（LHAASO），正在預(yù)研究階段。LHAASO計劃建設(shè)成為一個擁有多個組分探測器陣列聯(lián)合觀測的大型復(fù)合式宇宙線觀測站。其中包括分布在1平方公里范圍內(nèi)的5000余個電子探測器（ED）陣列，用于

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

3、,設(shè)計目標(biāo),本系統(tǒng)目的是對LHAASO電子探測器進行質(zhì)量控制，系統(tǒng)完成后將對5000個ED進行測試，包括以下內(nèi)容：,5/10,掃描和測量ED的效率和均勻性，做出效率分布圖，并檢查漏光情況；掃描和測量ED的時間分辨率，包括ED的整體時間分辨率和ED的時間分辨均勻性；測量ED的單粒子能譜，給出它的能量分辨。,項目介紹,設(shè)計需要,,6/10,ASD serve 電子學(xué)插件,TGC探測的信號，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，和差分測試脈沖。,為此，設(shè)計了兩種電子學(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、閾值電壓和測試脈沖，并且為TDC插件N843提供8路單端測試脈沖。,TPF插件,,7/10,ASD serve 電子學(xué)插件,右圖為TPF插件裸板的實物圖片。一塊TPG插件從外部接受±12

5、V電源（6U_VME機箱或穩(wěn)壓電源）和一路單端測試脈沖（信號發(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)計圖片。每塊FASD插件從外部接受±12V電源（從6U_VME機箱或穩(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)的正負閾值電壓和差分測試

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)之一是測試電子探測器的時間分辨率。方法是由上下兩層閃爍體探測器給出時間標(biāo)準(zhǔn)，然后根據(jù)上下兩層TGC探測器給出的位置信息，重建出帶電粒子到達中間待測ED的時間，根據(jù)這個時間與ED給出的時間差的分布來評估ED的時間分辨率。在對到達時間進行重建的過程中，因多次散射造成的帶電粒子徑跡的偏折，將對時間重建引入誤差，所以需要模擬帶電粒子經(jīng)過系統(tǒng)的多層探測器的多