閃爍探測(cè)器ppt課件-資料下載頁(yè)
2025-05-05 06:58本頁(yè)面
【正文】 閃爍光纖 ? 近 20年來(lái)得到兩個(gè)方面的促進(jìn)： ? 鉛 閃爍光纖電磁量能器的研究。制作簡(jiǎn)單，造價(jià)便宜，性能中等。 ? 新型高靈敏度、低噪聲的光電器件的突破使得閃爍光纖可以應(yīng)用于帶電粒子的能量和徑跡測(cè)量。 ? 光纖結(jié)構(gòu) : ? 主要由塑料閃爍體制成。 ? 由纖芯部分和包層組成。 ? 只有滿足全反射的閃爍光可以長(zhǎng)距離單向傳輸。 % ? 雙涂層閃爍光纖（折射率漸近減小到 ）可使光輸出效率提高到 %。 35 ? 光纖性能和種類： ?有機(jī)塑料光纖的直徑（方光纖的邊長(zhǎng)）一般 250?m~5mm，衰減長(zhǎng)度 24m。 ?纖芯材料可發(fā)不同顏色的光，匹配不同光波段靈敏的光電器件。 ?不發(fā)光的光導(dǎo)光纖 ?波長(zhǎng)移位光纖 ?直徑 1mm的閃爍藍(lán)光纖，耦合 PMT讀出，在 1m遠(yuǎn)位置的最小電離能損可以得到 5個(gè)光電子數(shù)；用雙涂層光纖可得到 ~. ? 閃爍光纖的應(yīng)用 ?鉛 閃爍光纖電磁量能器（ KLOE） ? 由鉛層和閃爍光纖層組成。 ? 能量分辨可達(dá) ? 有很好的時(shí)間分辨 120ps。 ?帶電粒子徑跡測(cè)量 ? U、 V、 R分別為左斜、右斜和直排 ? 雙 R層可以得到 ~70?m的位置分辨 ? 4個(gè)大單元可將半徑壓縮到 50cm， 從而壓縮整個(gè)譜儀的尺寸。 )(/%6 GeVE36 飛行時(shí)間探測(cè)器 ? 動(dòng)量為 p，質(zhì)量分別為 m1和 m2的二個(gè)粒子飛行距離為 L的時(shí)間差為： 當(dāng) p mc 時(shí) , ? 低動(dòng)量、飛行距離長(zhǎng)、質(zhì)量相差大的粒子易分辨 ???????? ???????222222212111 p cmp cmcLcLcLt ??222212)(pmmcLt???222)(21 ???titeWi???? 利用概率方式判定粒子種類，取決于粒子的飛行時(shí)間差和探測(cè)器的時(shí)間分辨率 ?的大小。 若 L=120cm， ?=200ps， K/?分辨出 2 ?水平（ 95%）可達(dá)800MeV的動(dòng)量， K/P為 。 37 ? 實(shí)際探測(cè)單元測(cè)到的時(shí)間以束流感應(yīng)信號(hào)為起始 與輸出信號(hào)的電荷量 Q和擊中閃爍體的位置 Z有關(guān)。需由 e+e? e+e事例來(lái)刻度。 ? 飛行時(shí)間探測(cè)器系統(tǒng)的時(shí)間分辨率除了探測(cè)器本征的時(shí)間分辨（包括閃爍體、光讀出及電子學(xué)）外，還包括有時(shí)間零點(diǎn)的漲落，粒子徑跡長(zhǎng)度的誤差，擊中位置的誤差，刻度方法所引起的誤差，還包括束團(tuán)長(zhǎng)度引起的時(shí)間不確定性。 WEPMWEScfb e a mWEr a w ttttt ,i n t, ????cb ea mt beam2_ ?? ?38 ? 每個(gè)探測(cè)單元采用兩端讀出 tf與擊中閃爍體的位置 Z無(wú)關(guān)，當(dāng)然 traw的修正與 Z有關(guān)。 )()(22 i n ti n t WPMEPMWScEScfb e a mWr a wEr a w tttttttt ??????? 兩端讀出，意味著一次擊中，進(jìn)行了兩次獨(dú)立的時(shí)間測(cè)量。將兩端測(cè)量的時(shí)間以加權(quán)平均方式處理，可以減少時(shí)間誤差。 對(duì)于中心位置，若兩端時(shí)間分辨相同，則加權(quán)平均誤差為 中心位置是探測(cè)器分辨差的區(qū)域 2/?? ?t? 無(wú)論能否區(qū)分，多次擊中（末態(tài)多粒子、量能器反沖粒子、 ?電子等）將嚴(yán)重影響時(shí)間分辨。 ? 電荷修正 ? 單端時(shí)間信息或錯(cuò)誤的加權(quán)平均 22/)( WEWEt ????? ???39 觸發(fā)系統(tǒng) ? 望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng) （提供計(jì)數(shù)、觸發(fā)、定位和時(shí)間零點(diǎn)等） ? 大面積觸發(fā)計(jì)數(shù)器 采用兩端耦合 PMT，給出粒子擊中的平均時(shí)間（與位置無(wú)關(guān)）作為觸發(fā)或時(shí)間零點(diǎn) ? 利用上下兩層塑料閃爍體的時(shí)間差可排除宇宙線 40 小結(jié) ? 閃爍計(jì)數(shù)器時(shí)間快，效率高，能探測(cè)各種類型的帶電粒子，也能探測(cè)中性粒子（如中子和 ?射線）。既能測(cè)量粒子的數(shù)目，又可以測(cè)量粒子的能量，是應(yīng)用極其廣泛的探測(cè)器之一。 ? 塑料閃爍體發(fā)光衰減時(shí)間只有 1－幾個(gè) ns，允許應(yīng)用于高計(jì)數(shù)率。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以加工成不同形狀，面積可以做得很大，可以在強(qiáng) ?本底下工作，價(jià)格便宜，有較好的機(jī)械強(qiáng)度，因此在高能物理實(shí)驗(yàn)中被大量使用，用作觸發(fā)計(jì)數(shù)器、飛行時(shí)間譜儀、計(jì)數(shù)器望遠(yuǎn)鏡等，進(jìn)行粒子觸發(fā)、位置測(cè)量、飛行時(shí)間測(cè)量等。 ? 閃爍探測(cè)器在核物理實(shí)驗(yàn)、粒子天文學(xué)、核醫(yī)學(xué)、地質(zhì)探測(cè)和工業(yè)成像等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。
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