广角切仑科夫望远镜光学系统的优化和验证

发布时间：2020-10-24 12:21

　　 LHAASO(Large High Altitude Air Shower Observation)是我国正在建设的大型高海拔宇宙线观测站,也是世界上灵敏度最高的地面宇宙线探测站。WFCTA(Wide Field of View Cherenkov Telescope Array)是其重要的组成部分,由18台望远镜组成,联合1平方公里探测器阵列、水切仑科夫探测器阵列测量1014-1017和1015-1018能段的切仑科夫光和荧光。WFCTA的光学球面反射镜是由25块边长为297.1mm的正六边形球面反射镜组成,半径为5800mm。光学系统对广角切仑科夫望远镜的成像质量,效率不一致性,角分辨率等有重要的影响。本文主要工作从实验和模拟两方面分析优化光机系统的各个误差,即形变误差、装调误差、热学误差等。在模拟平行光优化各个误差时,发现受力形变引起的误差,使直径为25.4mm的光电倍增管(PMT)在最佳焦平面的光子收集效率η和成像品质下降较大。各个误差叠加后在最佳焦平面上光子的收集效率η为63.5%,效率的不一致性为16%。通过对子镜、橡胶块、装调机构的多次检验和最佳焦平面的移动可以达到以上优化目标。WFCTA主要探测的是切仑科夫光子,光学系统的误差会影响切仑科夫光子的收集,事例成分的挑选,能量的重建等。在模拟分析各个误差对望远镜性能的影响后,发现误差对切仑科夫像的分布影响很小,成分区分效率下降3.34%,能量分辨率增加0.12%。所以在现有参数的条件下,望远镜光学系统符合位于海拔4400m的宇宙线观测站的实验要求,对下一步望远镜的安装生产具有指导作用。
【学位单位】：辽宁大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TH751
【部分图文】：

图 1-1 一个点正电的粒子在垂直磁场中弯曲的随着空间运载工具的快速发展和广延大气间直接测量结果和地面间接测量结果相结一直延伸到EeV量级的宇宙线能谱。两种方

）分布[6]如图1-2所示，能谱跨越了13各量级一直延伸到100EeV且出现了科学家广泛关注的“膝（Knee）”结构、“踝（Ankle）”结构等。膝结构是指在一段能量范围内（1PeV～10PeV）幂率能谱的幂指数从-2.7

第 1 章 引言o切仑科夫光子产生，一般情况下会均匀的分布在半径R为120m的范围之内（以射中心为中心）。当带电粒子的运动速度 1 n时会在介质中形成较长的强极场，那么切仑科夫辐射就会有一定的方向。由于带电粒子的运动比光在这种质中的运动的快，可以认为是超高速运动，在带点粒子穿行后会在这种介质产生激波，介质中的粒子会发生一些运动，所以带电粒子会损失一部分能量，于切仑科夫光子的运动可以用公式 1.1 表示：（1.1）们可以计算出辐射产生切仑科夫光的最小速度是min c /n，粒子运动方向与射方向的夹角为 0o，那么带电粒子产生切仑科夫辐射的阈能 Eth可有公式 1.2算得出。
【参考文献】

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1 李会财;陈明君;贾焕玉;高博;吴含荣;姚志国;游晓浩;周斌;祝凤荣;;Study on the optimization of the water Cherenkov detector array of the LHAASO project for surveying VHE gamma ray sources[J];Chinese Physics C;2014年01期

本文编号：2854458