宇宙线标定系统的前期工作

1. 宇宙线标定系统的前期工作 徐统业 2011-12-31 HEPG.SDU

2. 目录 • 项目介绍 • ASD serve电子学插件 • 多次散射模拟

3. 项目介绍 课题背景 • 新一代的宇宙线实验，位于西藏羊八井的大型γ天文巡天扫描探测系统——大型高海拔空气簇射观测实验（LHAASO），正在预研究阶段。 • LHAASO计划建设成为一个拥有多个组分探测器阵列联合观测的大型复合式宇宙线观测站。其中包括分布在1平方公里范围内的5000余个电子探测器（ED）阵列，用于测量宇宙线簇射事例中的电子成分。 • 在此背景下，本课题计划建设一个精密宇宙线标定系统，用于标定宇宙线簇射粒子的时间、位置信息，测量电子探测器的各项指标，作为电子探测器的检测系统，为电子探测器的研制提供根据。

4. 项目介绍 系统概述 • 系统三维示意图 上下两层闪烁体探测器，用于触发和时间标准； 上下两层TGC探测器，提供位置信息，用于位置测量和时间修正； 中间放置待测电子探测器（ED），每次测量可同时放置10层ED。

5. 项目介绍 设计目标 • 本系统目的是对LHAASO电子探测器进行质量控制，系统完成后将对5000个ED进行测试，包括以下内容： 扫描和测量ED的效率和均匀性，做出效率分布图，并检查漏光情况； 扫描和测量ED的时间分辨率，包括ED的整体时间分辨率和ED的时间分辨均匀性； 测量ED的单粒子能谱，给出它的能量分辨。

6. ASD serve 电子学插件 设计需要 TGC探测的信号，首先经前端ASD（放大成形甄别）插件处理，成为逻辑脉冲后进入后续电子学插件。 ASD插件需要外部提供±3V电源，可调的阈值电压，和差分测试脉冲。 为此，设计了两种电子学插件：FASD和TPF。一块TPF插件与4块FASD插件配合，可以为所有16块ASD插件提供所需的电源、阈值电压和测试脉冲，并且为TDC插件N843提供8路单端测试脉冲。

7. ASD serve 电子学插件 TPF插件 右图为TPF插件裸板的实物图片。 一块TPG插件从外部接受±12V电源（6U_VME机箱或稳压电源）和一路单端测试脉冲（信号发生器），向4块FASD插件输出4路脉冲，向N843输出8路模拟测试脉冲和1路NIM脉冲。

8. ASD serve 电子学插件 FASD插件 右图为FASD插件的PCB设计图片。 每块FASD插件从外部接受±12V电源（从6U_VME机箱或稳压电源）和一路单端脉冲（从TPF插件），可以向4块ASD插件提供±3V电源、幅度可调的正负阈值电压和差分测试脉冲。

9. 多次散射模拟 Muon多次散射的Geant4模拟 • 本系统的主要目标之一是测试电子探测器的时间分辨率。方法是由上下两层闪烁体探测器给出时间标准，然后根据上下两层TGC探测器给出的位置信息，重建出带电粒子到达中间待测ED的时间，根据这个时间与ED给出的时间差的分布来评估ED的时间分辨率。 • 在对到达时间进行重建的过程中，因多次散射造成的带电粒子径迹的偏折，将对时间重建引入误差，所以需要模拟带电粒子经过系统的多层探测器的多次散射过程。

10. END 宇宙线标定系统的前期工作 徐统业 2011-11-31 HEPG.SDU