大型高海拔宇宙線觀測站廣角契倫科夫/熒光望遠(yuǎn)鏡光電倍增管陣列研制
發(fā)布時(shí)間：2020-12-05 06:31
宇宙線是來自地球之外的高能帶電粒子,從發(fā)現(xiàn)至今已有一百多年歷史,但其起源目前還不清楚。大型高海拔宇宙線觀測站（LHAASO）項(xiàng)目的主要科學(xué)目標(biāo)之一就是借助覆蓋一平方公里面積的多種地面探測器陣列探索宇宙線起源。廣角契侖科夫／熒光望遠(yuǎn)鏡陣列（WFCTA）是LHAASO的主探測器之一。WFCTA通過球面反射鏡將宇宙線廣延大氣簇射產(chǎn)生的契侖科夫光和熒光匯聚在位于焦平面的光電倍增管（PMT）陣列上,簇射縱向發(fā)展和橫向光子分布信息就會(huì)被PMT陣列記錄下來。通過這些信息可以重建出原初粒子成分和能量。因此,WFCTA性能與其PMT陣列的性能緊密相關(guān)。本文的主要研究內(nèi)容就是研發(fā)WFCTA的PMT陣列。為了測試候選PMT和探測器建設(shè)階段的12500支PMT性能參數(shù),設(shè)計(jì)和搭建了專門測試單光電子譜、高壓增益特性、脈沖線性動(dòng)態(tài)范圍的一維測試系統(tǒng)和測試陽極輸出空間一致性的二維測試系統(tǒng)。一維測試系統(tǒng)通過控制光源到PMT、的距離和光源出射光闌大小調(diào)節(jié)待測PMT陰極的光通量,獲得了3.9個(gè)數(shù)量級的光通量調(diào)節(jié)范圍,具備單次運(yùn)行自動(dòng)測試16支PMT的能力。二維測試系統(tǒng)采用光纖耦合LED作為光源,光纖投射在PMT陰極上的光...
【文章來源】：云南大學(xué)云南省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：150 頁
【學(xué)位級別】：博士
【部分圖文】：
圖２．１：強(qiáng)子級聯(lián)簇射和電磁級聯(lián)簇射的發(fā)展過程
子、少量強(qiáng)子和簇射引發(fā)的微波和聲學(xué)效應(yīng)。如果在地面布置對應(yīng)的探測器就可??Ｗ對這些效應(yīng)進(jìn)行觀測．再通過這些次級效應(yīng)推測原初粒子的入射方向、能量、??成分等基本信息。探測器的布置如圖２．３所示，通常分布在數(shù)百米到數(shù)十公里的范??Ｉ??首次作用位置??天？角??績射軸?／Ｊｉ??廣射前鋒面巧線?／?＼??ｉｉｒ??０?ｉｉ；ｉ?帛紐７＾．．??化二鮮ｃｐ皆ｐｊｐ?ｎ町．．．如．．．??箱射抗仿晉口口＾口口?＼水契合科夫探測器??族３」以。晝?／?ｙ子探測器????圖２．義廣延大氣簇射探測技術(shù)示意。??■圍內(nèi)。探測器類型包括：地面粒子探測器陣列、大氣英光望遠(yuǎn)鏡、成像契侖科夫??．．望遠(yuǎn)鏡、微波和聲學(xué)探測器Ｗ及前幾種探測器的復(fù)合陣列。??ｔ??２．２．２．１地面粒子探測蒂陣列??地面粒子探測器布置在地面或者地下，多臺(tái)探測器按對稱或非對稱的方式排??列在較大的區(qū)域內(nèi)，對粒子盤內(nèi)的電子（正電子）和Ｍ子密度進(jìn)行多點(diǎn)采樣測量。??探測器用閃爍體或者水作為工作物質(zhì)，用ＰＭＴ或其它光電探測器收集工作物質(zhì)??中的信號。用低閩能、響應(yīng)速度快的探測器作觸發(fā)，或者通過符合測量技術(shù)確定??信號。再通過信號確定粒子到達(dá)時(shí)間和數(shù)目多少。根據(jù)粒子到達(dá)時(shí)間、探測器的??幾何分布重建出原初粒子的入射方向，通過粒子數(shù)目重建原初粒子能量。為了避??１１??
來自于電磁級聯(lián)或強(qiáng)子級跋的大量帶電粒子（主要是電子），會(huì)通過激發(fā)或??電離空氣分子損失能量。被激發(fā)或者電離的空氣分子退激時(shí)會(huì)各向同性的放出??３００？４３０?ｎｉｎ的光子，光譜如圖２．４所示�？諝庥啥喾N成分組成，巧中７９％是氮。??因此，光譜中來自氮的貢獻(xiàn)占了大部分。??＇ｒ＇ｌ＇｜＇｜＇Ｉ＇?■?ｊ＇ＩＩ■?Ｉ＇?Ｉ＇Ｉ＇Ｉ■?Ｉ？?Ｉ＇?Ｉ＇Ｉ＇Ｉ＇Ｉ＇Ｉ＇?ｒ＇?１＇?Ｉ?？?Ｉ＇?Ｉ＇?Ｉ＇?Ｉ＇Ｉ＇?Ｉ＇?Ｉ■?Ｉ＇Ｉ＇?Ｉ＇?ｉ？?Ｉ■?Ｉ?＇Ｉ？?Ｉ＇ｒＩ?？?Ｉ?？?Ｉ＇?１?＊Ｉ?＊１＇?１＇?Ｉ＇Ｐ?Ｊ＇Ｉ＊ＩＴ＇＇ｆ?＊Ｉ＇Ｉ＊?＊＊�。В�??Ｘ?１０－??１５００?－?—??＾?ＫＫＸ）－?－??Ｓ??交??５００?－?－??０?ｊｉＡ?ａ??．＜■１．１．１，１，１．１，１，１．１．１．）?．１?ｌ．ｌ．?１．１．１．１．１．１．１．１．ｌ．ｌ．ｌ．ｌ．ｌ．ｔ．ｌ．?Ｉ．ｌ．ｌ．?Ｉ．ｌ．?１．?１．１．１．?ｔ．ｔ．ｌ．?１．１．１．１．１．ｌ．ｌ?．１．１．Ｉ．１．１．１．１．１．１．１■?１．１．１．１．１．１．１．１．１．１．１．ｌ?．１??戶?Ｉｔ）?＾０?３３ｔｌ?．，４０?化０?巧?０?．化１１?．巧０?４（ｍ?４Ｕ１?４三０??Ａ’ａＮｄｅｎｇＡ＜ｎｍ）??圖２．４：干燥大氣的巧光光譜。該光譜是在氣壓為ｓｏ?ｋＰａ，溫度為２９３?Ｋ條件下測得的。??圖片來源于＾７１］。??觀測英光時(shí)，通常使用大面積的反射鏡將英光光子收集到位于焦平面的光電??探測器陣列上
本文編號：2899038
【文章來源】：云南大學(xué)云南省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：150 頁
【學(xué)位級別】：博士
【部分圖文】：
圖２．１：強(qiáng)子級聯(lián)簇射和電磁級聯(lián)簇射的發(fā)展過程
子、少量強(qiáng)子和簇射引發(fā)的微波和聲學(xué)效應(yīng)。如果在地面布置對應(yīng)的探測器就可??Ｗ對這些效應(yīng)進(jìn)行觀測．再通過這些次級效應(yīng)推測原初粒子的入射方向、能量、??成分等基本信息。探測器的布置如圖２．３所示，通常分布在數(shù)百米到數(shù)十公里的范??Ｉ??首次作用位置??天？角??績射軸?／Ｊｉ??廣射前鋒面巧線?／?＼??ｉｉｒ??０?ｉｉ；ｉ?帛紐７＾．．??化二鮮ｃｐ皆ｐｊｐ?ｎ町．．．如．．．??箱射抗仿晉口口＾口口?＼水契合科夫探測器??族３」以。晝?／?ｙ子探測器????圖２．義廣延大氣簇射探測技術(shù)示意。??■圍內(nèi)。探測器類型包括：地面粒子探測器陣列、大氣英光望遠(yuǎn)鏡、成像契侖科夫??．．望遠(yuǎn)鏡、微波和聲學(xué)探測器Ｗ及前幾種探測器的復(fù)合陣列。??ｔ??２．２．２．１地面粒子探測蒂陣列??地面粒子探測器布置在地面或者地下，多臺(tái)探測器按對稱或非對稱的方式排??列在較大的區(qū)域內(nèi)，對粒子盤內(nèi)的電子（正電子）和Ｍ子密度進(jìn)行多點(diǎn)采樣測量。??探測器用閃爍體或者水作為工作物質(zhì)，用ＰＭＴ或其它光電探測器收集工作物質(zhì)??中的信號。用低閩能、響應(yīng)速度快的探測器作觸發(fā)，或者通過符合測量技術(shù)確定??信號。再通過信號確定粒子到達(dá)時(shí)間和數(shù)目多少。根據(jù)粒子到達(dá)時(shí)間、探測器的??幾何分布重建出原初粒子的入射方向，通過粒子數(shù)目重建原初粒子能量。為了避??１１??
來自于電磁級聯(lián)或強(qiáng)子級跋的大量帶電粒子（主要是電子），會(huì)通過激發(fā)或??電離空氣分子損失能量。被激發(fā)或者電離的空氣分子退激時(shí)會(huì)各向同性的放出??３００？４３０?ｎｉｎ的光子，光譜如圖２．４所示�？諝庥啥喾N成分組成，巧中７９％是氮。??因此，光譜中來自氮的貢獻(xiàn)占了大部分。??＇ｒ＇ｌ＇｜＇｜＇Ｉ＇?■?ｊ＇ＩＩ■?Ｉ＇?Ｉ＇Ｉ＇Ｉ■?Ｉ？?Ｉ＇?Ｉ＇Ｉ＇Ｉ＇Ｉ＇Ｉ＇?ｒ＇?１＇?Ｉ?？?Ｉ＇?Ｉ＇?Ｉ＇?Ｉ＇Ｉ＇?Ｉ＇?Ｉ■?Ｉ＇Ｉ＇?Ｉ＇?ｉ？?Ｉ■?Ｉ?＇Ｉ？?Ｉ＇ｒＩ?？?Ｉ?？?Ｉ＇?１?＊Ｉ?＊１＇?１＇?Ｉ＇Ｐ?Ｊ＇Ｉ＊ＩＴ＇＇ｆ?＊Ｉ＇Ｉ＊?＊＊�。В�??Ｘ?１０－??１５００?－?—??＾?ＫＫＸ）－?－??Ｓ??交??５００?－?－??０?ｊｉＡ?ａ??．＜■１．１．１，１，１．１，１，１．１．１．）?．１?ｌ．ｌ．?１．１．１．１．１．１．１．１．ｌ．ｌ．ｌ．ｌ．ｌ．ｔ．ｌ．?Ｉ．ｌ．ｌ．?Ｉ．ｌ．?１．?１．１．１．?ｔ．ｔ．ｌ．?１．１．１．１．１．ｌ．ｌ?．１．１．Ｉ．１．１．１．１．１．１．１■?１．１．１．１．１．１．１．１．１．１．１．ｌ?．１??戶?Ｉｔ）?＾０?３３ｔｌ?．，４０?化０?巧?０?．化１１?．巧０?４（ｍ?４Ｕ１?４三０??Ａ’ａＮｄｅｎｇＡ＜ｎｍ）??圖２．４：干燥大氣的巧光光譜。該光譜是在氣壓為ｓｏ?ｋＰａ，溫度為２９３?Ｋ條件下測得的。??圖片來源于＾７１］。??觀測英光時(shí)，通常使用大面積的反射鏡將英光光子收集到位于焦平面的光電??探測器陣列上
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