微结构气体探测器中紫外激光束的信号和指向精度实验研究

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王海云, 祁辉荣, 刘凌, 原之洋, 张余炼, 温志文, 张建, 陈元柏, 欧阳群. 2019: 微结构气体探测器中紫外激光束的信号和指向精度实验研究, 物理学报, 68(2): 41-49. doi: 10.7498/aps.68.20181613
引用本文: 王海云, 祁辉荣, 刘凌, 原之洋, 张余炼, 温志文, 张建, 陈元柏, 欧阳群. 2019: 微结构气体探测器中紫外激光束的信号和指向精度实验研究, 物理学报, 68(2): 41-49. doi: 10.7498/aps.68.20181613
Wang Hai-Yun, Qi Hui-Rong, Liu Ling, Yuan Zhi-Yang, Zhang Yu-Lian, Wen Zhi-Wen, Zhang Jian, Chen Yuan-Bo, Ouyang Qun. 2019: Signal and pointing accuracy of ultraviolet laser in micro-pattern gaseous detector, Acta Physica Sinica, 68(2): 41-49. doi: 10.7498/aps.68.20181613
Citation: Wang Hai-Yun, Qi Hui-Rong, Liu Ling, Yuan Zhi-Yang, Zhang Yu-Lian, Wen Zhi-Wen, Zhang Jian, Chen Yuan-Bo, Ouyang Qun. 2019: Signal and pointing accuracy of ultraviolet laser in micro-pattern gaseous detector, Acta Physica Sinica, 68(2): 41-49. doi: 10.7498/aps.68.20181613

微结构气体探测器中紫外激光束的信号和指向精度实验研究

Signal and pointing accuracy of ultraviolet laser in micro-pattern gaseous detector

  • 摘要: 在气体探测器研究中,利用266 nm紫外激光的双光子电离物理机制使气体电离产生可测量的信号,是一种重要的标定方法.随着微结构气体探测器(MPGD)的不断发展,用紫外激光标定来实现较高精度位置分辨率成为了一种研究需求,对此有两个关键技术问题需要解决:实验研究激光可测信号大小以及激光指向精度.分析和模拟计算了紫外光电离信号大小和激光调光误差,基于微结构气体电子倍增器探测器与266 nm波长激光束,在工作气体Ar/CO2(70/30)中,测量了不同光斑面积与输出信号的关系;设计和研制了紫外激光调光系统,实验测量了紫外光调光偏差.模拟结果与实验结果对比分析表明:紫外激光束作用于气体探测器,探测器增益在5000,前放增益为10 mV/fC时,6 mm读出条宽输出信号幅度约400 mV;在探测器内传播距离为400 mm时,较短时间内(10—20 min)实验调光指向精度可以保证小于5′,引入z向偏差最大可以达到0.33 mm,对应z向漂移速度的测量相对误差为6.4×10?4.该研究为MPGD与紫外激光标定实验设计提供主要的设计参考.
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  • 刊出日期:  2019-01-01

微结构气体探测器中紫外激光束的信号和指向精度实验研究

  • 中国科学院高能物理研究所,北京 100049;核探测与核电子学国家重点实验室,北京 100049;中国科学院大学,北京 100049
  • 中国科学院高能物理研究所,北京 100049;核探测与核电子学国家重点实验室,北京 100049
  • 中国科学院高能物理研究所,北京 100049;核探测与核电子学国家重点实验室,北京 100049;兰州大学核科学与技术学院,兰州 730000

摘要: 在气体探测器研究中,利用266 nm紫外激光的双光子电离物理机制使气体电离产生可测量的信号,是一种重要的标定方法.随着微结构气体探测器(MPGD)的不断发展,用紫外激光标定来实现较高精度位置分辨率成为了一种研究需求,对此有两个关键技术问题需要解决:实验研究激光可测信号大小以及激光指向精度.分析和模拟计算了紫外光电离信号大小和激光调光误差,基于微结构气体电子倍增器探测器与266 nm波长激光束,在工作气体Ar/CO2(70/30)中,测量了不同光斑面积与输出信号的关系;设计和研制了紫外激光调光系统,实验测量了紫外光调光偏差.模拟结果与实验结果对比分析表明:紫外激光束作用于气体探测器,探测器增益在5000,前放增益为10 mV/fC时,6 mm读出条宽输出信号幅度约400 mV;在探测器内传播距离为400 mm时,较短时间内(10—20 min)实验调光指向精度可以保证小于5′,引入z向偏差最大可以达到0.33 mm,对应z向漂移速度的测量相对误差为6.4×10?4.该研究为MPGD与紫外激光标定实验设计提供主要的设计参考.

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