高海拔宇宙线观测站广角切伦科夫望远镜阵列硅光电倍增管测试及数据处理
发布时间：2021-01-21 21:33
高海拔宇宙线观测站（Large High Altitude Air Shower Observatory;LHAASO）是以探索高能宇宙线起源、精确测量宇宙线分成分能谱、探索新物理等为科学目标而建设的一个地面探测实验项目。LHAASO将利用其复合探测器阵列和高灵敏度的优势,对高能宇宙线展开深入的观测和研究。其中广角切伦科夫望远镜阵列（Wide Field of View Cherenkov Telescope Array;WFCTA）是LHAASO的主探测器阵列之一。WFCTA采用硅光电倍增管（Silicon photomultiplier;SiPM）作为其光电探测器件,SiPM的性能好坏将决定望远镜性能是否符合设计要求。本文将围绕WFCTA成像探头的装配、测试以及测试数据的处理和分析展开。我们使用自主搭建的运动控制系统和测控软件系统对装配完成的探头子阵列Sub-Cluster和整个探头进行了基本功能测试,获得电压-增益、线性度、信号分辨率等性能参数。依据测试结果,剔除部分不符合要求或存在缺陷的SiPM。最后,再通过对测试结果数据的分析,发现问题并实施改进。在探头的测试和数据检查过程中...
【文章来源】：云南大学云南省 211工程院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１：广延大气簇射示意图
一，２００８年在西藏羊八井宇宙线观测站运行了两台广角切伦科夫望远镜样机，??其成像探头采用如图１．３所示的光电倍增管（ＰＭＴ）阵列作为光电探测器件。??比起ＰＭＴ，目前的硅光电倍增管（ＳｉＰＭ）在成本和参数一致性等方面具有明显??的优势，并且其在灵敏度、信噪比和动态范围等参数上和ＰＭＴ也相差不大，有??的地面探测项目如ＣＴＡ己经开始采用ＳｉＰＭ％。如今我们在ＬＨＡＡＳＯ的ＷＦＣＴＡ成??像探头研制工作中也己开始使用ＳｉＰＭ作为探头的光电探测器件，如图１．４。探头??ＰＭＴｘ１６、Ｃｍ?ｗＳｉＳｎｅ＞＜１６??图１．４：硅光电倍增管??图１．３：?ＰＭＴ阵列??的ＳｉＰＭ阵列用于把反射镜收集到的光信号转换成电信号并放大，通过ＳｉＰＭ输出??电信号估计输入光子数，再用光子数分布重建引起簇射的原初粒子信息。可以??说，ＳｉＰＭ阵列是望远镜的“眼睛”，在望远镜的信号通路中起着光－电衔接的关??键作用，其性能好坏将直接决定望远镜的性能好坏。这就对ＳｉＰＭ的性能参数提出??了相应的要求。本文的主要任务就是把ＳｉＰＭ与各类电子学板卡及其他部件进行装??配后
称ＫＭ２Ａ－ＥＤ）丨和平方千米缪子探测器阵列（简称ＫＭ２Ａ－ＭＤ）?［５７】》??？电磁粒子探测器阵列ＫＭ２Ａ－Ｈ）：该阵列由４９０１个闪烁体探测器（即电磁粒??子探测器ＥＤ）组成，可以分为中心区和外围区两个部分，如图２．２所示。??？????????▲??．ｔ－＂?．?＊?．?＊?．?？?．?Ｅ??ｚ＇：．：：；＃獨丨丨１雜踏＿雜心°??．．？？厂？?的；由丨由命?ｋ??＇诚＿｜：＿＿＿議＿議議議??賴賴賴賴駿跑賴賴賴削??＼：議丨議議議義議＿?ｙ??？?？?？?？?？?．?．?．?■?－?－?？？？?？?？?＿?－?？?？？？■？?？?＃??？？?－＊，？；？?Ｉ?？?Ｉ?Ｉ?＾?Ｉ?Ｉ?？?Ｉ?？?Ｉ?？?Ｉ?？?Ｉ?？？？?Ｉ?？！？？？．？?Ｉ?－．？？？?Ｉ?＊?？??Ｖ?．?：?：?？?＊＊??＊．＊?＊／??？■着＊?＊■＊??’？?．?＊？■＊＊？?＂＊＊＊＂＊＊＊＊＊＃＊＊％＊＊＊＊＊１＊？＊＊＂？＊？，？＊？＊＊＊？＊？＊？＊■＊？＊？＊？＊？＊？＊？＊？＊二－＊?：??％％?？?＊？？？？：？：？？？二？二？二．！？二■二？二？二?？二？卜?？?？??＊％？?？二■二？二？二？二？，＊??、、？??？?．?ｊ＊??１５０ｍ?＊？；?；??Ｉ?１?：?＊?．?Ｘ’??＇？Ｖ?？?？?？?４?．?．?．?．Ｖ＊??图２．２：?ＥＤ阵列分布示意图。??每３个相邻的ＥＤ按１５?ｍ的间距呈品字形排布
【参考文献】：
期刊论文
[1]宇宙线起源中物理学前沿问题[J]. 胡红波,郭义庆. 科学通报. 2016(11)
[2]Dark Matter Particle Explorer,the First Satellite of China Space Science Pilot Project[J]. ZHU Zhencai. Aerospace China. 2016(01)
[3]宇宙线的百年研究[J]. 胡红波,韩金林. 物理. 2012(02)
[4]A future project at tibet:the large high altitude air shower observatory（LHAASO）[J]. 曹臻. 中国物理C. 2010(02)
本文编号：2991929
【文章来源】：云南大学云南省 211工程院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１：广延大气簇射示意图
一，２００８年在西藏羊八井宇宙线观测站运行了两台广角切伦科夫望远镜样机，??其成像探头采用如图１．３所示的光电倍增管（ＰＭＴ）阵列作为光电探测器件。??比起ＰＭＴ，目前的硅光电倍增管（ＳｉＰＭ）在成本和参数一致性等方面具有明显??的优势，并且其在灵敏度、信噪比和动态范围等参数上和ＰＭＴ也相差不大，有??的地面探测项目如ＣＴＡ己经开始采用ＳｉＰＭ％。如今我们在ＬＨＡＡＳＯ的ＷＦＣＴＡ成??像探头研制工作中也己开始使用ＳｉＰＭ作为探头的光电探测器件，如图１．４。探头??ＰＭＴｘ１６、Ｃｍ?ｗＳｉＳｎｅ＞＜１６??图１．４：硅光电倍增管??图１．３：?ＰＭＴ阵列??的ＳｉＰＭ阵列用于把反射镜收集到的光信号转换成电信号并放大，通过ＳｉＰＭ输出??电信号估计输入光子数，再用光子数分布重建引起簇射的原初粒子信息。可以??说，ＳｉＰＭ阵列是望远镜的“眼睛”，在望远镜的信号通路中起着光－电衔接的关??键作用，其性能好坏将直接决定望远镜的性能好坏。这就对ＳｉＰＭ的性能参数提出??了相应的要求。本文的主要任务就是把ＳｉＰＭ与各类电子学板卡及其他部件进行装??配后
称ＫＭ２Ａ－ＥＤ）丨和平方千米缪子探测器阵列（简称ＫＭ２Ａ－ＭＤ）?［５７】》??？电磁粒子探测器阵列ＫＭ２Ａ－Ｈ）：该阵列由４９０１个闪烁体探测器（即电磁粒??子探测器ＥＤ）组成，可以分为中心区和外围区两个部分，如图２．２所示。??？????????▲??．ｔ－＂?．?＊?．?＊?．?？?．?Ｅ??ｚ＇：．：：；＃獨丨丨１雜踏＿雜心°??．．？？厂？?的；由丨由命?ｋ??＇诚＿｜：＿＿＿議＿議議議??賴賴賴賴駿跑賴賴賴削??＼：議丨議議議義議＿?ｙ??？?？?？?？?？?．?．?．?■?－?－?？？？?？?？?＿?－?？?？？？■？?？?＃??？？?－＊，？；？?Ｉ?？?Ｉ?Ｉ?＾?Ｉ?Ｉ?？?Ｉ?？?Ｉ?？?Ｉ?？?Ｉ?？？？?Ｉ?？！？？？．？?Ｉ?－．？？？?Ｉ?＊?？??Ｖ?．?：?：?？?＊＊??＊．＊?＊／??？■着＊?＊■＊??’？?．?＊？■＊＊？?＂＊＊＊＂＊＊＊＊＊＃＊＊％＊＊＊＊＊１＊？＊＊＂？＊？，？＊？＊＊＊？＊？＊？＊■＊？＊？＊？＊？＊？＊？＊？＊二－＊?：??％％?？?＊？？？？：？：？？？二？二？二．！？二■二？二？二?？二？卜?？?？??＊％？?？二■二？二？二？二？，＊??、、？??？?．?ｊ＊??１５０ｍ?＊？；?；??Ｉ?１?：?＊?．?Ｘ’??＇？Ｖ?？?？?？?４?．?．?．?．Ｖ＊??图２．２：?ＥＤ阵列分布示意图。??每３个相邻的ＥＤ按１５?ｍ的间距呈品字形排布
【参考文献】：
期刊论文
[1]宇宙线起源中物理学前沿问题[J]. 胡红波,郭义庆. 科学通报. 2016(11)
[2]Dark Matter Particle Explorer,the First Satellite of China Space Science Pilot Project[J]. ZHU Zhencai. Aerospace China. 2016(01)
[3]宇宙线的百年研究[J]. 胡红波,韩金林. 物理. 2012(02)
[4]A future project at tibet:the large high altitude air shower observatory（LHAASO）[J]. 曹臻. 中国物理C. 2010(02)
本文编号：2991929
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