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大面积MCP型光电倍增管测试系统的实验研究

发布时间:2018-01-19 12:29

  本文关键词: 单光电子谱 光电倍增管 Labview VME 均匀性 出处:《中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所)》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:中微子物理在未来10年到20年间将是非常活跃的研究领域。中微子探测是其研究的首要工作,大面积微通道板型光电倍增管(Micro Channel Plate photomultiplier tube,MCP-PMT)是中微子实验必不可少的探测装置,其性能指标对中微子实验的下一步进展起关键性作用。目前,国外光电倍增管(photomultiplier tube,PMT)的生产厂商主要有:日本Hamamatsu(滨松公司)、美国BURLE、俄罗斯BINP,其中,最具实力的是日本滨松公司,已成功参加多个国际中微子探测实验项目,能批量生产5英寸、8英寸、15英寸、20英寸的球面PMT。相比之下,国内在大面积PMT生产方面仍处于落后状态。因此大面积PMT的研究势在必行。为实现MCP-PMT在单光电子谱、量子效率、光电阴极均匀性等基本性能上的项目要求,在实际使用MCP-PMT之前,必须对其性能参数进行精确测试,确保性能参数满足项目需求。为此我们研制了一套精确并快速的大面积MCP-PMT测试系统,该系统可以实现对单个2~20英寸的PMT进行性能测试。测试系统主要包括测试暗箱、LED光源、DAQ数据采集系统、Labview[1-24]数据处理系统等。测试暗箱为专业定制的大面积MCP-PMT测试暗箱,每次可放置一个2~20英寸的MCP-PMT。测试光源采用固定波长为410nm的LED光源,内置于暗箱顶部。DAQ数据采集系统使用QDC-V965A获取MCP-PMT的信号。测量数据经数据处理系统处理后由计算机软件显示读出,以供后续处理分析。本文主要探讨MCP-PMT的性能参数、该测试系统的研制及对MCP-PMT的测试结果进行简要分析。研制工作主要包括硬件组成、数据获取及数据分析等软件应用,参数测试主要包括量子效率、单光电子谱、光电阴极均匀性及老化寿命。结果显示:8英寸MCP-PMT的增益达到107量级,峰谷比达到2.78,光电阴极非均匀性小于10%,20英寸MCP-PMT光电阴极量子效率达到29.5%。
[Abstract]:Neutrino physics will be a very active research field in the next 10 to 20 years. Large area microchannel plate photomultiplier tube micro Channel Plate photomultiplier tube. MCP-PMTs are indispensable detection devices for neutrino experiments, and their performance plays a key role in the further development of neutrino experiments. At present, MCP-PMTs play a key role in the development of neutrino experiments. The main manufacturers of photomultiplier tubePMTs abroad are Hamamatsu (Hamamatsu, Hamamatsu, USA, BURLE, USA). Russian Penp, the most powerful of which is Japan's Hamamatsu Company, has successfully participated in a number of international neutrino detection experiments, with a production capacity of 5 inches or 8 inches or 15 inches. In contrast, the domestic production of large-area PMT is still in a backward state. Therefore, the study of large-area PMT is imperative. In order to realize MCP-PMT in single optoelectronic spectroscopy. Quantum efficiency, photocathode uniformity and other basic performance requirements, before the actual use of MCP-PMT, its performance parameters must be accurately tested. To ensure that the performance parameters meet the requirements of the project, we developed a set of accurate and fast large area MCP-PMT test system. The system can be used to test the performance of a single PMT with 20 inches. The test system mainly includes a data acquisition system called LabVIEW, which consists of a dark box LED light source and a DAQ data acquisition system. [Data processing system and so on. The test dark box is a professional custom large area MCP-PMT test dark box. A 20-inch MCP-PMTs can be placed at a time. The test light source is LED with a fixed wavelength of 410 nm. The data acquisition system built into the top of the dark box uses QDC-V965A to acquire the signal of MCP-PMT. The measurement data is processed by the data processing system and read out by the computer software. This paper mainly discusses the performance parameters of MCP-PMT, the development of the test system and the brief analysis of the test results of MCP-PMT. The research work mainly includes the composition of hardware. Data acquisition and data analysis and other software applications, parameter testing mainly includes quantum efficiency, single optoelectronic spectrum. The results show that the gain of MCP-PMT reaches 107magnitude, the ratio of peak to valley is 2.78, and the non-uniformity of photocathode is less than 10%. The quantum efficiency of 20-inch MCP-PMT photocathode is 29. 5%.
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN152

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本文编号:1444188

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