閃爍探測器ppt課件-資料下載頁
2025-05-05 06:58本頁面
【正文】 閃爍光纖 ? 近 20年來得到兩個方面的促進： ? 鉛 閃爍光纖電磁量能器的研究。制作簡單，造價便宜，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用于帶電粒子的能量和徑跡測量。 ? 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： ?有機塑料光纖的直徑（方光纖的邊長）一般 250?m~5mm，衰減長度 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)光的光導光纖 ?波長移位光纖 ?直徑 1mm的閃爍藍光纖，耦合 PMT讀出，在 1m遠位置的最小電離能損可以得到 5個光電子數(shù)；用雙涂層光纖可得到 ~. ? 閃爍光纖的應用 ?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 ? 有很好的時間分辨 120ps。 ?帶電粒子徑跡測量 ? 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個大單元可將半徑壓縮到 50cm， 從而壓縮整個譜儀的尺寸。 )(/%6 GeVE36 飛行時間探測器 ? 動量為 p，質(zhì)量分別為 m1和 m2的二個粒子飛行距離為 L的時間差為： 當 p mc 時 , ? 低動量、飛行距離長、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間差和探測器的時間分辨率 ?的大小。 若 L=120cm， ?=200ps， K/?分辨出 2 ?水平（ 95%）可達800MeV的動量， K/P為 。 37 ? 實際探測單元測到的時間以束流感應信號為起始 與輸出信號的電荷量 Q和擊中閃爍體的位置 Z有關(guān)。需由 e+e? e+e事例來刻度。 ? 飛行時間探測器系統(tǒng)的時間分辨率除了探測器本征的時間分辨（包括閃爍體、光讀出及電子學）外，還包括有時間零點的漲落，粒子徑跡長度的誤差，擊中位置的誤差，刻度方法所引起的誤差，還包括束團長度引起的時間不確定性。 WEPMWEScfb e a mWEr a w ttttt ,i n t, ????cb ea mt beam2_ ?? ?38 ? 每個探測單元采用兩端讀出 tf與擊中閃爍體的位置 Z無關(guān)，當然 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，進行了兩次獨立的時間測量。將兩端測量的時間以加權(quán)平均方式處理，可以減少時間誤差。 對于中心位置，若兩端時間分辨相同，則加權(quán)平均誤差為 中心位置是探測器分辨差的區(qū)域 2/?? ?t? 無論能否區(qū)分，多次擊中（末態(tài)多粒子、量能器反沖粒子、 ?電子等）將嚴重影響時間分辨。 ? 電荷修正 ? 單端時間信息或錯誤的加權(quán)平均 22/)( WEWEt ????? ???39 觸發(fā)系統(tǒng) ? 望遠鏡系統(tǒng) （提供計數(shù)、觸發(fā)、定位和時間零點等） ? 大面積觸發(fā)計數(shù)器 采用兩端耦合 PMT，給出粒子擊中的平均時間（與位置無關(guān)）作為觸發(fā)或時間零點 ? 利用上下兩層塑料閃爍體的時間差可排除宇宙線 40 小結(jié) ? 閃爍計數(shù)器時間快，效率高，能探測各種類型的帶電粒子，也能探測中性粒子（如中子和 ?射線）。既能測量粒子的數(shù)目，又可以測量粒子的能量，是應用極其廣泛的探測器之一。 ? 塑料閃爍體發(fā)光衰減時間只有 1－幾個 ns，允許應用于高計數(shù)率。結(jié)構(gòu)簡單，可以加工成不同形狀，面積可以做得很大，可以在強 ?本底下工作，價格便宜，有較好的機械強度，因此在高能物理實驗中被大量使用，用作觸發(fā)計數(shù)器、飛行時間譜儀、計數(shù)器望遠鏡等，進行粒子觸發(fā)、位置測量、飛行時間測量等。 ? 閃爍探測器在核物理實驗、粒子天文學、核醫(yī)學、地質(zhì)探測和工業(yè)成像等領域應用十分廣泛。
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