JUNO专用3英寸光电倍增管分压器的设计与研究
发布时间：2022-12-07 17:56
近年来对中微子的研究已经成为基础科学研究的热点内容。继大亚湾中微子实验之后,我国对中微子研究的又一重大科学实验项目——江门中微子地下实验（Jiangmen Underground Neutrino Observatory,简称JUNO）正在建设。JUNO实验的主要物理目标是精确测量中微子的质量顺序以及其它振荡参数。在JUNO实验中3英寸PMT探测系统是一套相对独立的探测系统,承担着独立物理测量、与20英寸PMT探测系统相互检验等重要任务。另外,3英寸PMT探测系统还有其独立的物理目标,它可以独立测量θ12和△m21~2;可以提高时间测量精度,精确重建宇宙线子,压低宇宙线同位素本底;辅助测量超新星中微子的事例率和能谱;增大探测器能量测量的动态范围,提高高能粒子的探测能力等。本文对3英寸PMT的低电流分压器进行设计,共设计了3版分压器,对分压器的结构和功能进行逐次优化设计,为了降低对高压供电系统的性能要求并提高系统的可靠性,JUNO实验要求每个3英寸PMT供电高压的单通道电流不超过9uA,最终设计的分压器已满足JUNO实验工程建设和3英寸PMT探...
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 中微子物理概述
1.1.1 中微子的提出与验证
1.1.2 中微子的研究与发展
1.2 中微子实验概述
1.2.1 国外中微子实验
1.2.2 国内中微子实验
1.3 江门中微子实验概述
1.3.1 实验建设方案
1.3.2 实验的物理目标
1.3.3 探测器构造
1.4 课题研究方向与论文主要内容
第2章 JUNO专用3英寸光电倍增管
2.1 光电倍增管概述
2.1.1 光电倍增管的结构及原理
2.1.2 光电倍增管的种类
2.2 光电倍增管的性能参数
2.2.1 量子效率
2.2.2 暗电流和暗计数
2.2.3 增益
2.2.4 单光电子峰分辨率
2.2.5 峰谷比
2.2.6 阳极非线性
2.2.7 渡越时间分散
2.3 JUNO实验专用3英寸PMT
2.3.1 JUNO专用3英寸PMT的结构特点
2.3.2 JUNO专用3英寸PMT的性能要求
第3章 JUNO专用3英寸PMT分压器的设计
3.1 分压器的作用与原理
3.2 分压器的结构及初步设计
3.3 分压器的优化设计
3.3.1 分压器的第二版设计
3.3.2 分压器的第三版设计
第4章 3英寸PMT性能测试系统及本身性能测试
4.1 3英寸PMT性能测试系统简介
4.1.1 硬件测试系统
4.1.2 软件控制与数据采集系统
4.2 实验测试3英寸PMT的本身性能
4.2.1 3英寸PMT样管量子效率的测试
4.2.2 3英寸PMT样管暗计数的测试
第5章 分压器性能对3英寸PMT探测性能的影响
5.1 分压电流对3英寸PMT性能的影响
5.1.1 分压电流对单光电子性能的影响
5.1.2 分压电流对阳极非线性的影响
5.1.3 分压电流对渡越时间分散的影响
5.2 分压比对3英寸PMT性能的影响
5.2.1 分压比对单光电子性能的影响
5.2.2 分压比对渡越时间分散的影响
第6章 结论与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
个人简介
攻读硕士学位期间发表论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种用于中微子探测的3-inch光电倍增管的优化设计[J]. 郭乐慧,田进寿,卢裕,李红伟. 物理学报. 2016(22)
[2]PMT overshoot study for the JUNO prototype detector[J]. 罗凤姣,衡月昆,王志民,王佩良,秦中华,徐美杭,廖东豪,张海琼,黄永波,雷祥翠,钱森,刘术林,陈元柏,王贻芳. Chinese Physics C. 2016(09)
[3]单光电子谱测试中触发方式对比研究[J]. 张海琼,钱森,王志民,夏经凯,高峰. 核电子学与探测技术. 2016(08)
[4]“日盲”紫外光电倍增管的性能研究[J]. 梁静静,衡月昆,李玉梅,阮向东,雷祥翠,方灿,吴智,王小状,徐美杭,罗凤娇,刘术林,钱森,闫保军,杨玉真,杨露萍,杨彪. 广西物理. 2016(01)
[5]Evaluation of new large area PMT with high quantum efficiency[J]. 雷祥翠,衡月昆,钱森,夏经铠,刘术林,吴智,闫保军,徐美杭,王铮,李小男,阮向东,王小状,杨玉真,王文文,方灿,罗凤姣,梁静静,杨露萍,杨彪. Chinese Physics C. 2016(02)
[6]An accurate measurement of PMT TTS based on the photoelectron spectrum[J]. 黄卫平,唐泽波,李澄,江琨,赵晓坤,王鹏飞. Chinese Physics C. 2015(06)
[7]信号形状法优化PET探测器光电倍增管分压电路[J]. 曲华,王昌耿,吕绮雯,熊健,吴和宇. 天津工业大学学报. 2015(01)
[8]大亚湾与江门中微子实验[J]. 曹俊. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2014(10)
[9]光电转化器件光阴极量子效率测量研究[J]. 夏经铠,钱森,王文文,宁哲,程雅苹,王贻芳,江晓山,王铮,李小男,祁鸣,衡月昆,刘术林. 核技术. 2014(09)
[10]有关光电倍增管弱光检测的电路[J]. 赛建刚,赵建科,陈永权,刘峰. 科技与企业. 2013(04)
博士论文
[1]LHAASO WCDA光电倍增管大动态范围读出研究[D]. 黄卫平.中国科学技术大学 2014
硕士论文
[1]LHAASO-KM2A中光电倍增管的性能研究与批量测试[D]. 王旭.山东大学 2012
本文编号：3712580
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 中微子物理概述
1.1.1 中微子的提出与验证
1.1.2 中微子的研究与发展
1.2 中微子实验概述
1.2.1 国外中微子实验
1.2.2 国内中微子实验
1.3 江门中微子实验概述
1.3.1 实验建设方案
1.3.2 实验的物理目标
1.3.3 探测器构造
1.4 课题研究方向与论文主要内容
第2章 JUNO专用3英寸光电倍增管
2.1 光电倍增管概述
2.1.1 光电倍增管的结构及原理
2.1.2 光电倍增管的种类
2.2 光电倍增管的性能参数
2.2.1 量子效率
2.2.2 暗电流和暗计数
2.2.3 增益
2.2.4 单光电子峰分辨率
2.2.5 峰谷比
2.2.6 阳极非线性
2.2.7 渡越时间分散
2.3 JUNO实验专用3英寸PMT
2.3.1 JUNO专用3英寸PMT的结构特点
2.3.2 JUNO专用3英寸PMT的性能要求
第3章 JUNO专用3英寸PMT分压器的设计
3.1 分压器的作用与原理
3.2 分压器的结构及初步设计
3.3 分压器的优化设计
3.3.1 分压器的第二版设计
3.3.2 分压器的第三版设计
第4章 3英寸PMT性能测试系统及本身性能测试
4.1 3英寸PMT性能测试系统简介
4.1.1 硬件测试系统
4.1.2 软件控制与数据采集系统
4.2 实验测试3英寸PMT的本身性能
4.2.1 3英寸PMT样管量子效率的测试
4.2.2 3英寸PMT样管暗计数的测试
第5章 分压器性能对3英寸PMT探测性能的影响
5.1 分压电流对3英寸PMT性能的影响
5.1.1 分压电流对单光电子性能的影响
5.1.2 分压电流对阳极非线性的影响
5.1.3 分压电流对渡越时间分散的影响
5.2 分压比对3英寸PMT性能的影响
5.2.1 分压比对单光电子性能的影响
5.2.2 分压比对渡越时间分散的影响
第6章 结论与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
个人简介
攻读硕士学位期间发表论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种用于中微子探测的3-inch光电倍增管的优化设计[J]. 郭乐慧,田进寿,卢裕,李红伟. 物理学报. 2016(22)
[2]PMT overshoot study for the JUNO prototype detector[J]. 罗凤姣,衡月昆,王志民,王佩良,秦中华,徐美杭,廖东豪,张海琼,黄永波,雷祥翠,钱森,刘术林,陈元柏,王贻芳. Chinese Physics C. 2016(09)
[3]单光电子谱测试中触发方式对比研究[J]. 张海琼,钱森,王志民,夏经凯,高峰. 核电子学与探测技术. 2016(08)
[4]“日盲”紫外光电倍增管的性能研究[J]. 梁静静,衡月昆,李玉梅,阮向东,雷祥翠,方灿,吴智,王小状,徐美杭,罗凤娇,刘术林,钱森,闫保军,杨玉真,杨露萍,杨彪. 广西物理. 2016(01)
[5]Evaluation of new large area PMT with high quantum efficiency[J]. 雷祥翠,衡月昆,钱森,夏经铠,刘术林,吴智,闫保军,徐美杭,王铮,李小男,阮向东,王小状,杨玉真,王文文,方灿,罗凤姣,梁静静,杨露萍,杨彪. Chinese Physics C. 2016(02)
[6]An accurate measurement of PMT TTS based on the photoelectron spectrum[J]. 黄卫平,唐泽波,李澄,江琨,赵晓坤,王鹏飞. Chinese Physics C. 2015(06)
[7]信号形状法优化PET探测器光电倍增管分压电路[J]. 曲华,王昌耿,吕绮雯,熊健,吴和宇. 天津工业大学学报. 2015(01)
[8]大亚湾与江门中微子实验[J]. 曹俊. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2014(10)
[9]光电转化器件光阴极量子效率测量研究[J]. 夏经铠,钱森,王文文,宁哲,程雅苹,王贻芳,江晓山,王铮,李小男,祁鸣,衡月昆,刘术林. 核技术. 2014(09)
[10]有关光电倍增管弱光检测的电路[J]. 赛建刚,赵建科,陈永权,刘峰. 科技与企业. 2013(04)
博士论文
[1]LHAASO WCDA光电倍增管大动态范围读出研究[D]. 黄卫平.中国科学技术大学 2014
硕士论文
[1]LHAASO-KM2A中光电倍增管的性能研究与批量测试[D]. 王旭.山东大学 2012
本文编号：3712580
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