优化电子束团满足重心法精度要求探测器改进优化寻峰时间-Indico.PPT

二维GEM探测器改进及性能指标测试 主要内容 二维条形读出探测器研制 探测器改进 性能指标测试 主要问题与小结 二维条形读出探测器研制 二维条形读出探测器研制 1 探测器测量平台 2 准直器及物品放置平台 3 X射线源入射平台 4 水平支架平台 二维条形读出探测器研制 探测器改进 探测器改进 优化寻峰时间 解决的问题：获得准确的寻峰能量，~1.63us 优化获取模式 解决的问题：能量峰是否朗道或者高斯分布确定获取状态 探测器改进 探测器改进 性能指标测试 性能指标测试 性能指标测试 性能指标测试 性能指标测试 性能指标测试 性能指标测试 性能指标测试 性能指标测试 性能指标测试 性能指标测试 性能指标测试 性能指标测试 性能指标测试 主要存在的问题 问题1： 触发模式 公共触发下200mm2的面积不很适合 分布电容~2300pF 远大于100mm2的有效面积 单事例触发模式，大面积均在的问题 优势在于单次事例可以获取完整电荷量 问题2：计数率 公共触发计数率受限较大 自触发模式线性要求较高 自触发模式定时精度要求高 自触发的动态范围要求较大 高计数率下必定面临高数据采集量 小结 介绍704路条形读出2D GEM探测器的研制情况及主要技术指标 介绍探测器改进部分的方案和测量结果 给出探测器在同步辐射光和X光机下的主要探测器性能指标 给出探测器的200mm2的二维成像结果 总结探测器研制中的部分问题 谢谢！ * * 报告人：祁辉荣 核探测与核电子学国家重点实验室 高能物理研究所实验物理中心 2012-12-14 采用CERN标准双面刻蚀GEM GEM有效探测器面积200mm×200mm GEM其中一面均等分为4个独立面 触发采用第三层下表面公共触发模式 Drift Distance: 14mm Transfer Space: 2mm Induction Space: 2mm HV power supply 七路独立高压供电 Vgem1:Vgem2:Vgem3=340V:330V:320V Edrift:Etran1:Etran2:Etran3=3:2.5:2.5:2kV/cm 工作气体：Ar/CO2=90/10 流气室工作模式（~60ml/min） X-ray Trigger Strip Readout 核心探测器指标 X 方向 读出条数: 267 条宽度: 0.193mm Pitch: 0.752mm Y 方向 总读出条数: 437 宽度: 0.355mm Pitch: 0.457mm PAD: 0.355mm×0.355mm 重心法读出方法 探测器读出设计指标 二维条形读出探测器研制 1 2 3 4 读出电子学及性能指标测量台 供气系统 X光机控制界面 GEM探测器 电子学硬件 电子学软件 高压供电 2D-GEM各分系统 55Fe放射源能谱 （红圆到蓝圆移动覆盖不同的读出区域） 优化电子束团 解决的问题：满足重心法读出且尽量减小扩散影响， 改变混合气体，选择Ar:CO2(90:10) 改变GEM工作电压、漂移电场及传输电场，优化值V3GEM=1050V, Edrift/Etran1/Etran2/Etran3=2.8/1.8/1.5/1.5(V/cm) 优化电子束团满足重心法精度要求 优化寻峰时间窗口满足准确电荷量测量 Peak of FADC 宇宙线能谱(Landau分布) 55Fe放射源能谱(Gauss分布) FADC寻峰窗口优化调整 零压缩满足获取数据量的减小 影响数据零压缩阈值的因素可分为两类： 每个通道的基线值不相同； 实际测量基线时存在噪声，并且每个通道的噪声情况也不相同。如何能压掉噪声又不损失小信号？首先从理论上做一些分析。设台阶值为 由于噪声等影响，其值为正态分布N(μ,σ)，如将阈值设定为： 零压缩之后的数据谱结果 实际测量中阈值设定为： 为了不压缩掉小信号，要求 。 实际测量中n取值为4。 DAQ_Mean取得的基线值比较 探测器位置线性刻度 探测器电子学增益刻度曲线 55Fe电荷谱测量结果及能量刻度结果 探测器位置、增益、能谱刻度结果 探测器有效面积 定义：探测器具有探测能力的有效区域范围。 测量方法： 实物测量 探测器左右边界测量法 测量方法 探测器有效面积：200mm×200mm 测量结果： 测量结果 全面积响应@55Fe，图像对称 确认测量左右两边 空间位置分辨率 定义：X射线经过窄狭缝准直入射到探测器有效面内，从一维读出条上测量得到电子束团的高斯分布，通过高斯拟合的可以得到分布的半高宽度，该半高宽即探测器的空间分辨率。 测量方法： 采用直观的“20μm狭缝法”测量得到探测器空间位置分辨率。探测器的空间位置分辨率（半高宽FWHM） 狭缝的宽度的20μm