基于阵列PMT光子测量的时间刻度系统的研究
发布时间：2021-12-18 16:20
大型高海拔宇宙线观测站（Large High-Altitude Air Shower Observatory,LHAASO）是我国十三五期间重大科研基础设施项目,其科学目标是探索宇宙线的起源。LHAASO探测器阵列之一的水切伦科夫探测器阵列（WCDA）的主要目标是探索宇宙中的伽马射线源,其原理主要是通过水切伦科夫探测技术捕捉到来自宇宙中的伽马射线,然后经过提取所有采集到的水切伦科夫光的时间信息来重建伽马射线的运动方向,从而反推出伽马射线源的位置。由其探测原理可知,探测器阵列的时间标定非常重要。参考国际上的类似实验,主要的探测器阵列的时间标定方法为单路标定和同步标定。根据WCDA的布局可知,这两种方法都不试用于WCDA的标定。为此,WCDA使用了新的标定方法——交叉标定,随之也引出了新的问题。本文主要研究了LHAASO-WCDA交叉标定方案,并针对其方案的核心问题,提出了一种远距离时间刻度系统方案,并完成了相关的软硬件设计。该系统主要包括同步触发单元、光源驱动单元和时间差测量单元三个部分。其中,同步触发单元和光源驱动单元以现场可编程逻辑门阵列FPGA为核心,功能分别为发送同步触发信号、驱...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心)北京市
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
LHAASO探测器布局
WCD的布局
图 1 3 水池结构 3 1.2 研究现状宇宙线次级粒子在水中产生的切仑科夫光子经过传播达到光电倍增管表面，经过光电倍增管光阴极的光电转换以及打拿极倍增，形成电脉冲信号，再利用电子学将记录电缆传输脉冲信号的到达时间信息和电荷信息，通过这些信息进行原始数据的重建。为了保证数据的准确性，在探测器安装之前、干运行期以及正常运行过程中就需要对探测器进行标定。从数据角度上来讲，标定分为电荷标定和时间标定。从探测器研制角度上来讲，标定包含探测器子单元的相对位置刻度、发光介质的性能刻度、光电倍增管性能参数的标定、环境参数的测量等。每一项参数均会对最终数据造成影响。对于 WCDA 来说，最主要的科学目标是发现新的甚高能 γ 辐射源，提高辐射源的样本数量，具体实现是通过探测器单元记录到
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于LabVIEW的数据存储与回放技术[J]. 杨帆,徐皓吉,蒋晓峰. 测控技术. 2017(07)
[2]基于LabVIEW的多通道温度监控系统研究[J]. 邢翠芳,邢康林,李祁,赵海冰. 电子设计工程. 2016(15)
[3]光纤通信系统技术的发展、挑战与机遇[J]. 崔秀国,刘翔,操时宜,周敏. 电信科学. 2016(05)
[4]基于LabVIEW-VISA方式的串口通信研究[J]. 魏义虎,陈雷. 电子设计工程. 2015(24)
[5]高海拔宇宙线观测站对地方科教及经济社会的影响[J]. 白云翔,罗小安. 中国科学院院刊. 2015(05)
[6]基于FPGA的UART设计与实现[J]. 于志翔. 电子测量技术. 2015(03)
[7]基于LLC谐振变换器和准谐振PWM恒流控制的LED驱动电源设计[J]. 鲍晟,陈明鹏,潘海燕. 电子设计工程. 2014(17)
[8]基于串行通信的任意位数据传输的verilog实现方式[J]. 薛沛祥,宋志刚,李墩泰. 电子科学技术. 2014(01)
[9]Design and performances of electromagnetic particle detector for LHAASO-KM2A[J]. 赵静,刘佳,盛祥尔,何会海,郭义庆,侯超,吕洪魁. Chinese Physics C. 2014(03)
[10]基于RS485的数据通信协议的设计与实现[J]. 鄢涛,杜小丹,刘永红,胡庆. 电子设计工程. 2013(17)
博士论文
[1]LHAASO水切伦科夫探测器原型阵列读出电子学研究[D]. 郝新军.中国科学技术大学 2011
[2]西藏羊八井LHAASO实验水切伦科夫探测器阵列分布式电子学方案研究[D]. 曹喆.中国科学技术大学 2011
硕士论文
[1]LHAASO-WCDA时间标定的研究[D]. 游晓浩.河北师范大学 2014
[2]LHAASO-KM2A阵列性能研究及γ天文探测预期[D]. 刘烨.河北师范大学 2013
[3]FPGA高精度时间测量[D]. 班超.北京邮电大学 2013
[4]基于TDC与FPGA精密时间测量技术的研究与应用[D]. 杨俊.中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所) 2012
[5]基于FPGA的串行通信实现与CRC校验[D]. 刘春阳.北京化工大学 2006
本文编号：3542752
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心)北京市
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
LHAASO探测器布局
WCD的布局
图 1 3 水池结构 3 1.2 研究现状宇宙线次级粒子在水中产生的切仑科夫光子经过传播达到光电倍增管表面，经过光电倍增管光阴极的光电转换以及打拿极倍增，形成电脉冲信号，再利用电子学将记录电缆传输脉冲信号的到达时间信息和电荷信息，通过这些信息进行原始数据的重建。为了保证数据的准确性，在探测器安装之前、干运行期以及正常运行过程中就需要对探测器进行标定。从数据角度上来讲，标定分为电荷标定和时间标定。从探测器研制角度上来讲，标定包含探测器子单元的相对位置刻度、发光介质的性能刻度、光电倍增管性能参数的标定、环境参数的测量等。每一项参数均会对最终数据造成影响。对于 WCDA 来说，最主要的科学目标是发现新的甚高能 γ 辐射源，提高辐射源的样本数量，具体实现是通过探测器单元记录到
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于LabVIEW的数据存储与回放技术[J]. 杨帆,徐皓吉,蒋晓峰. 测控技术. 2017(07)
[2]基于LabVIEW的多通道温度监控系统研究[J]. 邢翠芳,邢康林,李祁,赵海冰. 电子设计工程. 2016(15)
[3]光纤通信系统技术的发展、挑战与机遇[J]. 崔秀国,刘翔,操时宜,周敏. 电信科学. 2016(05)
[4]基于LabVIEW-VISA方式的串口通信研究[J]. 魏义虎,陈雷. 电子设计工程. 2015(24)
[5]高海拔宇宙线观测站对地方科教及经济社会的影响[J]. 白云翔,罗小安. 中国科学院院刊. 2015(05)
[6]基于FPGA的UART设计与实现[J]. 于志翔. 电子测量技术. 2015(03)
[7]基于LLC谐振变换器和准谐振PWM恒流控制的LED驱动电源设计[J]. 鲍晟,陈明鹏,潘海燕. 电子设计工程. 2014(17)
[8]基于串行通信的任意位数据传输的verilog实现方式[J]. 薛沛祥,宋志刚,李墩泰. 电子科学技术. 2014(01)
[9]Design and performances of electromagnetic particle detector for LHAASO-KM2A[J]. 赵静,刘佳,盛祥尔,何会海,郭义庆,侯超,吕洪魁. Chinese Physics C. 2014(03)
[10]基于RS485的数据通信协议的设计与实现[J]. 鄢涛,杜小丹,刘永红,胡庆. 电子设计工程. 2013(17)
博士论文
[1]LHAASO水切伦科夫探测器原型阵列读出电子学研究[D]. 郝新军.中国科学技术大学 2011
[2]西藏羊八井LHAASO实验水切伦科夫探测器阵列分布式电子学方案研究[D]. 曹喆.中国科学技术大学 2011
硕士论文
[1]LHAASO-WCDA时间标定的研究[D]. 游晓浩.河北师范大学 2014
[2]LHAASO-KM2A阵列性能研究及γ天文探测预期[D]. 刘烨.河北师范大学 2013
[3]FPGA高精度时间测量[D]. 班超.北京邮电大学 2013
[4]基于TDC与FPGA精密时间测量技术的研究与应用[D]. 杨俊.中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所) 2012
[5]基于FPGA的串行通信实现与CRC校验[D]. 刘春阳.北京化工大学 2006
本文编号：3542752
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/dqwllw/3542752.html
