gem探测器公共触发信号的优化研究 optimization study of common trigger signal for a gem detector.pdfVIP

第36卷第6期 核电子学与探测技术 V01．36No．6 ElectronicsDetection 2016年6月 Nuclear Technology June．2016 GEM探测器公共触发信号的优化研究 赵逸琛1’2’3，董明义2…，鞠旭东2’3…，周传兴2’3…，欧阳群2…，赵书俊1 (1．郑州大学物理工程学院，郑州450001；2．中国科学院高能物理研究所，北京100049； 3．核探测与核电子学国家重点实验室，北京100049；4．中国科学院大学，北京100049) 摘要：采用模拟和实验方法研究了GEM探测器自身提供的公共触发信号的特性，得到触发信号的 极性和幅度与探测器感应区的场强密切相关；通过对探测器在产生不同极性触发信号的配置高压下的 好事例率、位置分辨率以及成像性能的测试分析，得出负触发信号与正触发信号一样均可以作为探测器 的有效公共触发信号，不会影响探测器的性能。为GEM探测器适应不同工作条件而采用不同的公共触 发高压设置提供参考。 关键词：气体电荷放大器；公共触发信号；极性；信噪比；感应区场强 816+．1文献标志码： A 文章编号：0258-0934(2016)6-0565-05 中图分类号：TL 气体电荷放大器(GEM)¨’探测器由于其 1探测器系统 高空间分辨、高计数率、抗辐照能力强等优点而 被广泛应用于高能物理的径迹测量B1或x射 实验采用标准的三层GEM膜作为电子倍 线成像[31实验上。在无外部触发信号的情况 增器，工作气体为Ar：C02=70：30混合气 下，GEM探测器通常由其自身提供触发信号。 X11个 体，阻性阳极H1读出。阻性阳极板由11 常用的触发方式有自触发和公共触发，自触发 面积为8mmX8mm的高电阻pad阵列组成， 方式由于需要记录信号的时间信息，其电子学 pad单元之间由200斗m的低阻边界分割，如图 设计相对复杂，而公共触发利用最后一级GEM l所示。其四个读出节点输出信号，经电荷灵 膜下表面的信号作为所有通道的触发，可以降 敏前置放大器后送入幅度ADC；第三层GEM 低对电子学的要求，从而降低探测器的研制成 膜(GEM3)下表面(G3D)的信号放大后作为 本。 ADC的触发信号。采集的数据基于电荷在阻 本项目针对二维x射线成像GEM探测器性pad上的扩散、收集原理，利用电荷重心法重 影响公共触发信号的因素开展研究，以达到优 建击中位置HJ。探测器的结构如图2所示。 化公共触发信号进而提高探测器性能的目的。 2触发信号分析 入射粒子在漂移区中电离产生的原初电子 通过GEM的微孔时发生雪崩放大，经过三层 收稿日期：2016—05—11 GEM膜，其增益可以达到104。电子在GEM3 基金项目：国家自然科学基金资助。 作者简介：赵逸琛(1990一)，男，河南禹州人，在读硕 孔中产生的雪崩电子进入感应区后分为两部分： 士研究生，从事核电子学与探测技术研究。通信作 一部分雪崩电子终止于G3D，假设其电荷量为 者：董明义，副研究员，E—mail：dongmy@ihep．ac．