延迟线多丝室研制及测试.ppt

黎先利 中国科技大学近代物理系 空间暗物质探测 宇宙线测试系统要求： 面积300mm×300mm 位置分辨1mm 位置灵敏多丝正比室 电荷重心法 延迟线读出 电荷分配法 Z0——延迟线特性阻抗 TD——延迟线总延迟时间 Qs——阴极感应总电荷量 tfw——进入放大器的信号半高宽时间 en——放大器输入端等效输入噪声 单纯从噪声的角度考虑， 阳极丝直径：20μm 阳极丝距离：4mm 工作气体：80%Ar + 20% isobutane 气隙厚度：2d = 16mm 灵敏区域面积：300mm × 300mm 工作高压：3000V 气体放大倍数：~2 ×105 探测效率坪曲线 ω为进入延迟线信号的频率， ωmax 约15MHz。 ω0为延迟线特征频率， 应满足：ω0 ωmax w=5mm，各读出条上感应电荷 FWHM~1.5d 相邻读出条间电容(pF/m) 读出条对地电容(pF/m) 近端串扰 系数 无保护条 19.4 95.6 9.5% 0.4mm保护条 8.9 141.3 3.7% 0.8mm保护条 6.6 176.1 2.4% PCB w 保护条 2mm 300mm长的读出条，会对延迟线的延迟时间产生影响 1507-50C Z0200Ω ω0100MHz Z0200Ω Delay line 1507-50C Z0=200Ω τ=5ns L=1μH, C=25pF Q2Extractor Simplorer Matlab simulink trise = 50ns tfall = 150 ns signal1 signal2 τ~8.8ns, ω0100MHz ρ = (R-Z)/(R+Z) 200Ω ρ~1/4 Z~120Ω 120Ω Z0~120Ω，Z0200Ω 带宽~15MHz en~5.1nV/(Hz)1/2 Am-241 1.5mm Fe-55 . 中心区域最好的位置分辨为510μm，在靠近室灵敏区域 的边缘，位置分辨变差，在垂直于阳极丝方向，整个室 的位置分辨小于1mm 需注意的问题 读出条设计 延迟线选择 阻抗匹配 下一步工作 放大器改进