- 1、本文档共2页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
GEM孔几何形状对GEM探测器性能影响分析
学术 交流 》》
GEM孔几何形状对GEM探测器性能影响分析
中国原子能科学研究院 单 超 李笑梅 胡守扬 周 静 蹇司玉 李兴隆
气体电子倍增器(GEM)因独特的电极结构,使其具有高计数率、高位置分辨以及高稳定性等优越性能。本文分析了GEM探测器因孔径大小、孔几何结构的不同对
【摘要】
探测器性能的影响,利用Maxwell 2D/3D有限元算法计算了不同孔结构孔中心线上的场强分布。
GEM;有限元计算;电子倍增
【关键词】
引言 构气体探测器中读出电极在放电过程中遭到损 分布的差异,又能够引起相应的探测器性能,
Gas Electron Multiplier(GEM——气体 坏的问题,而且能同样的达到高分辨率和气体 比如气体增益、雪崩电子或正离子漂移扩散、
电子倍增器)是Fabio Sauli在1997年于CERN发 增益。 沉积位置等的不同,直接造成探测器物理性能
明研制的,属于新型的微结构气体探测器。其 GEM探测器的几何结构,包括膜上的孔 上的差异。模拟计算不同GEM孔几何结构的孔
独特的电极结构和探测器几何设置,使得GEM 径、孔型和孔间距这些参数选取对探测器制作 区域电场分布对于比较和理解探测器工作性能
具有高计数率、高位置分辨以及高稳定性等优 以及达到探测器良好性能指标来讲十分重要。 十分重要。
越性能。作为新型气体微结构探测器,它现已 1.GEM膜孔径大小对探测器性能影响
成为目前国际上几个大型实验设备建造或升级 为了获得足够高的增益,倍增区域的电场
的重要部分。 线强度必须足够高(10kV/cm),这可以通过增
典型的单层GEM探测器示意图如图1所示, 加GEM两侧的电压差或者是减小孔径大小来实
它包括阴极层(Cathode)、漂移区(Drift Gap)、 现。从图2可以看到在相同条件下GEM有效增益
倍增区(GEM Foil)、收集区(Induction Gap) 与孔径之间的关系曲线。在孔径小于70μm区
和读出阳极(Anode)。 域,探测器有效增益趋于饱和。分析其原因是
因为随着孔径减小,孔间电场增加,但由于电
子横向扩散或孔面积减小等原因,电子的透过
率也相应减小,所以在小孔径范围内有效增益
饱和。因此,标准的GEM膜孔径在70μm左右,
同时这一饱和效应也使得探测器有效增益对
GEM膜制作工艺精度依赖性减小。
图1 典型的GEM探测器工作示意图
整个探测器外层为一个仅有工作气体流 图3 4种不同的GEM孔型
通的密闭腔室,腔室顶部为探测器窗口和阴极
层;中间是粒子倍增放大的GEM膜部分;最底
端是收集极(阳极),各个区之间的固定距离
由环氧树脂层作为间隔。流气系统通过气管从
相对两侧进出腔室,作为供电子雪崩的工作介
质。GEM膜是一种“三明治”结构,中间的基
板是一层厚度为50μm的绝缘介质聚酰亚胺,
两面镀上5-10μm的铜层。标准GEM(注:区别
于厚GEM——“ThGEM”)膜的制作工艺类似于 图2 GEM有效增益与孔径大小关系曲线
PCB柔性电路板的制作流程,经过掩膜、曝 (其中工作气体为Ar/CO(7:3))
2
光、显影、去胶和化学蚀刻工艺,最后可以蚀 2.GEM膜孔几何形状大小对探测
文档评论(0)