BEPCII亮度监测工作进展 .ppt

许咨宗 BEPCII亮度实时监测 热烈祝贺核电子学与探测器联合实验室 成立3周年 按照得到的监测器各部分尺寸，利用GEANT4来模拟(模拟中两个光电倍增管 都使用的是R7400U-06)研究了亮度监测的整个过程，包括： 单轫致辐射产生的光子在转换体中的电磁簇射； 次级正负电子在熔融石英中产生契仑柯夫光的过程； 契仑柯夫光在熔融石英和光导中的传播； 契仑柯夫光的收集效率； 在光电倍增管的光阴极产生的光电子的个数。 在这里利用BBBREM产生了100000个事例，这些事例产生的单轫致辐射光子作为入射粒子来进行模拟。 BEPCII亮度监测器第一阶段 的运行和初步结果 亮度监测器运行模式 bunch by bunch模式 Bunch by bunch模式下，对光电倍增管输出的亮度信号进行一系列处理，最终在计算机上显示每一个束团的亮度信息。它由三部分组成：前端信号处理电路对光电倍增管输出信号放大甄别成形；亮度监测插件存储每个束团的亮度数据；系统监测控制软件读取亮度监测插件中的亮度数据，绘制成直方图显示，并控制系统运行 初步结果（逐束团） 束流对撞优化 BEPCII亮度监测器第二阶段 的运行和初步结果 亮度信号在监测器上产生的信号 相对亮度(负电子端) 相对亮度(负电子端) 相对亮度误差的计算 相对亮度误差的计算(以I+=5.11mA,I-=5.02mA数据为例） 绝对亮度的计算 绝对亮度的计算 绝对亮度的计算 绝对亮度的计算 根据亮度前端放大器的标定可以知道不同阈值对应的PMT的阳极输出的电荷量； 阳极输出电荷量除以PMT的放大倍数就可以得出对应的PMT的光阴极收集的光电子数Npe； 利用模拟的到的PMT光阴极收集的光电子谱 ，可以计算出对应于不同的阈值(即光阴极收集到的的光电子数Npe)时的有效的物理接收度，这样就在乘以单轫致辐射的总截面(160mb)，可以得到有效截面?eff，这样就可以得到绝对亮度，L=Nsb/ ?eff。 利用模拟得到的PMT光阴极收集的光电子的误差与光电子的拟合关系曲线可以得到Npe对应的?Npe，这样可以得出对应于Npe+ ?Npe和Npe- ?Npe的有效的物理接收度?effl和?effh，那么就可以得到绝对亮度的误差。 绝对亮度的计算 绝对亮度的计算(同样以I+=5.11mA,I-=5.02mA数据为例） 初步结果： 物理接受度－截面－计数率－亮度 从图中可以看出，对于不同的阈值和电流，得到的(亮度/mA在误差范围内都是一致的。 不同电流，不同阈值时的亮度 7.62 +18.65 -4.84 10.23 +18.36 -5.99 10.95 +13.62 -5.75 10.85 +10.89 -5.35 10.10 +8.13 -4.56 9.06 +5.60 -3.68 7.72 +3.66 -2.79 L(1029) 4064 7414 11335 13853 16628 19914 24413 nsb 3309 6051 9260 11332 13608 16351 20105 nν 3305 6036 9226 11281 13535 16245 19946 nT 1000 800 600 500 400 300 200 阈(mV) 探测器系统对光电子数固有分辨差，不可避免的带来大的系统误差： 甄别阈200mV,单束团对撞电流5X5mA2,亮度： 谢谢！ 束流每在束流管中转200万圈更新一次数据。 * 式中流强I以安培为单位，C=3.11×1036。若运行时I+≈ I- ，则亮度和流强 I的平方成正比 单轫致辐射Bhabha :e++ e-→e+ +e- +γ 双轫致辐射 :e++e-→e++e-+ 2γ 小角度Bhabha散射:e++e- →e++e- 亮度L和亮度监测 一， 引言 为什么选择单轫致Bhabha 事件集中在入射束方向的约1毫弧度的前向。在离对撞点3米处束斑若干毫米 计算率高可实现Bunch-by –bunch的实时监测 优点： 缺点：能量连续分布的光子，难以对系统进行标定 布局和方案： RD 接受度的研究 由图可知两种不同情况下能通过准直孔的辐射光子占总光子数的比值分别为92.9% 和82.3%。 单轫致辐射光子投射在钨准直器xy平面的位置分布 光电子产额和物理接受度： 从图中可以看出，在100000个事例中，两个光电倍增管收集到的光电子 数大于等于1的事例数分别为55083和54964 考虑到束团的大小对对撞点的影响，模拟得到的最终在PMT的光阴极 上收集到的光电子的谱如图所示 二， 实验标定： 1电子束对系统的时间、幅度特性的研究 400MeV电子的光电子谱（上）和ADC谱（下） 能量分辩（光电子数分辨）很