大型高海拔宇宙线观测站广角契伦科夫/荧光望远镜光电倍增管阵列研制

发布时间：2020-12-05 06:31

　　宇宙线是来自地球之外的高能带电粒子,从发现至今已有一百多年历史,但其起源目前还不清楚。大型高海拔宇宙线观测站（LHAASO）项目的主要科学目标之一就是借助覆盖一平方公里面积的多种地面探测器阵列探索宇宙线起源。广角契仑科夫／荧光望远镜阵列（WFCTA）是LHAASO的主探测器之一。WFCTA通过球面反射镜将宇宙线广延大气簇射产生的契仑科夫光和荧光汇聚在位于焦平面的光电倍增管（PMT）阵列上,簇射纵向发展和横向光子分布信息就会被PMT阵列记录下来。通过这些信息可以重建出原初粒子成分和能量。因此,WFCTA性能与其PMT阵列的性能紧密相关。本文的主要研究内容就是研发WFCTA的PMT阵列。为了测试候选PMT和探测器建设阶段的12500支PMT性能参数,设计和搭建了专门测试单光电子谱、高压增益特性、脉冲线性动态范围的一维测试系统和测试阳极输出空间一致性的二维测试系统。一维测试系统通过控制光源到PMT、的距离和光源出射光阑大小调节待测PMT阴极的光通量,获得了3.9个数量级的光通量调节范围,具备单次运行自动测试16支PMT的能力。二维测试系统采用光纤耦合LED作为光源,光纤投射在PMT阴极上的光... 

【文章来源】：云南大学云南省 211工程院校

【文章页数】：150 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图２．１：强子级联簇射和电磁级联簇射的发展过程

子、少量强子和簇射引发的微波和声学效应。如果在地面布置对应的探测器就可??Ｗ对这些效应进行观测．再通过这些次级效应推测原初粒子的入射方向、能量、??成分等基本信息。探测器的布置如图２．３所示，通常分布在数百米到数十公里的范??Ｉ??首次作用位置??天？角??績射轴?／Ｊｉ??廣射前锋面巧线?／?＼??ｉｉｒ??０?ｉｉ；ｉ?帛紐７＾．．??化二鮮ｃｐ皆ｐｊｐ?ｎ町．．．如．．．??箱射抗仿晋口口＾口口?＼水契合科夫探测器??族３」以。昼?／?ｙ子探测器????图２．义广延大气簇射探测技术示意。??■围内。探测器类型包括：地面粒子探测器阵列、大气英光望远镜、成像契仑科夫??．．望远镜、微波和声学探测器Ｗ及前几种探测器的复合阵列。??ｔ??２．２．２．１地面粒子探測蒂阵列??地面粒子探测器布置在地面或者地下，多台探测器按对称或非对称的方式排??列在较大的区域内，对粒子盘内的电子（正电子）和Ｍ子密度进行多点采样测量。??探测器用闪烁体或者水作为工作物质，用ＰＭＴ或其它光电探测器收集工作物质??中的信号。用低闽能、响应速度快的探测器作触发，或者通过符合测量技术确定??信号。再通过信号确定粒子到达时间和数目多少。根据粒子到达时间、探测器的??几何分布重建出原初粒子的入射方向，通过粒子数目重建原初粒子能量。为了避??１１??

来自于电磁级联或强子级跋的大量带电粒子（主要是电子），会通过激发或??电离空气分子损失能量。被激发或者电离的空气分子退激时会各向同性的放出??３００？４３０?ｎｉｎ的光子，光谱如图２．４所示。空气由多种成分组成，巧中７９％是氮。??因此，光谱中来自氮的贡献占了大部分。??＇ｒ＇ｌ＇｜＇｜＇Ｉ＇?■?ｊ＇ＩＩ■?Ｉ＇?Ｉ＇Ｉ＇Ｉ■?Ｉ？?Ｉ＇?Ｉ＇Ｉ＇Ｉ＇Ｉ＇Ｉ＇?ｒ＇?１＇?Ｉ?？?Ｉ＇?Ｉ＇?Ｉ＇?Ｉ＇Ｉ＇?Ｉ＇?Ｉ■?Ｉ＇Ｉ＇?Ｉ＇?ｉ？?Ｉ■?Ｉ?＇Ｉ？?Ｉ＇ｒＩ?？?Ｉ?？?Ｉ＇?１?＊Ｉ?＊１＇?１＇?Ｉ＇Ｐ?Ｊ＇Ｉ＊ＩＴ＇＇ｆ?＊Ｉ＇Ｉ＊?＊＊！＇＊１??Ｘ?１０－??１５００?－?—??＾?ＫＫＸ）－?－??Ｓ??交??５００?－?－??０?ｊｉＡ?ａ??．＜■１．１．１，１，１．１，１，１．１．１．）?．１?ｌ．ｌ．?１．１．１．１．１．１．１．１．ｌ．ｌ．ｌ．ｌ．ｌ．ｔ．ｌ．?Ｉ．ｌ．ｌ．?Ｉ．ｌ．?１．?１．１．１．?ｔ．ｔ．ｌ．?１．１．１．１．１．ｌ．ｌ?．１．１．Ｉ．１．１．１．１．１．１．１■?１．１．１．１．１．１．１．１．１．１．１．ｌ?．１??户?Ｉｔ）?＾０?３３ｔｌ?．，４０?化０?巧?０?．化１１?．巧０?４（ｍ?４Ｕ１?４三０??Ａ’ａＮｄｅｎｇＡ＜ｎｍ）??图２．４：干燥大气的巧光光谱。该光谱是在气压为ｓｏ?ｋＰａ，温度为２９３?Ｋ条件下测得的。??图片来源于＾７１］。??观测英光时，通常使用大面积的反射镜将英光光子收集到位于焦平面的光电??探测器阵列上


本文编号：2899038