飛行時(shí)間系統(tǒng)是北京譜儀上區(qū)分粒子的主要裝置(編輯修改稿)
2025-07-19 17:10 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 情況下，對(duì)于K/p的分辨（2s）。 粒子動(dòng)量與由TOFII測(cè)量的速度的關(guān)系BELLE的TOF系統(tǒng)[3]由做觸發(fā)用的TSC和做測(cè)量時(shí)間用的TOF兩部分組成。其TOF由塑料閃爍體直接連接光電倍增管構(gòu)成，有效收光面積達(dá)60%。塑料閃爍體采用BC408，長(zhǎng)2550mm，寬60mm，厚40mm。光電倍增管采用R6680， 的強(qiáng)磁場(chǎng)中，其光電倍增管是與HAMAMASTU公司合作專門研制的，具有24個(gè)Fine Mesh 的打拿極， 的強(qiáng)磁場(chǎng)中的增益仍能達(dá)到3180。106 。最后，BELLE的TOF的總時(shí)間分辨率達(dá)到100ps，其中本征時(shí)間分辨率達(dá)到80ps。總體來(lái)說(shuō)，TOF要達(dá)到高的時(shí)間分辨率，主要由閃爍體光產(chǎn)額、上升時(shí)間、厚度、衰減長(zhǎng)度，光電倍增管的有效收光面積、量子效率、頻譜響應(yīng)、時(shí)間響應(yīng)、增益大小、抗磁性能等決定。但是，為什么BESII的TOF的本征時(shí)間分辨為135ps，BELLE的TOF的本征時(shí)間分辨率達(dá)到80ps？它們的主要差別在于前者在閃爍體和光電倍增管之間有一個(gè)收光光導(dǎo)，有效收光面積遠(yuǎn)小于后者，所以要達(dá)到新飛行時(shí)間器的設(shè)計(jì)要求，閃爍體和光電倍增管要直接耦合，并盡量增大有效收光面積。(a)(c)(b) BC408性能：(a)發(fā)射譜 (b)各種粒子的光輸出 (c) 各種粒子的射程。 塑料閃爍體和光電倍增管的選擇 塑料閃爍體：BC408 還是BC404？對(duì)于塑料閃爍體的選擇，我們考慮了美國(guó)Bicron公司生產(chǎn)的BC408和BC404。，可以看出：BC408相比BC404，光產(chǎn)額要少6%，時(shí)間性能略慢，但它的衰減長(zhǎng)度要長(zhǎng)。根據(jù)我們的模擬()，當(dāng)閃爍體較短時(shí)，BC404較好；當(dāng)閃爍體較長(zhǎng)時(shí)，BC408較好，但比較試驗(yàn)還要進(jìn)行。 BC404和BC408性能的比較BC404BC408Light Output, % Anthracene6864Rise Time, nsDecay Time, nsPulse Width, FWHM, ns~Light Attenuation Length, cm140210Wavelength of Max. Emission, nm408425No. of C Atoms per cm3, (180。1022)No. of H Atoms per cm3, (180。1022)Ratio H:C, AtomsNo. of Electrons per cm3, (180。1023) 光電倍增管R5924光電倍增管的選擇需要考慮有效面積、抗磁場(chǎng)性能、量子效率、光譜響應(yīng)范圍、時(shí)間性能等?？紤]到BESIII的軸向空間比較緊張，光電倍增管的長(zhǎng)度要短一些。經(jīng)反復(fù)調(diào)研，我們擬采用HAMAMASTU公司生產(chǎn)的高增益的 R5924，其性能如下：1) 外徑為51mm，光陰極直徑為39mm，考慮閃爍體端面面積近似為50mm180。60mm，收光有效面積占40%。2) 具有19個(gè)Fine Mesh結(jié)構(gòu)的打拿極，在磁場(chǎng)為0時(shí)，增益為107；，增益為2180。10６；，105， (b)。3) 量子效率對(duì)波長(zhǎng)在300nm500nm之間的光都比較高，對(duì)420nm波長(zhǎng)的光達(dá)到最高：22%，
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