气体电子倍增器(GEM)探测器 被引量：5

1

作者 汪琳 夏义本 +5 位作者 王林军 张明龙 杨莹 张伟丽 阮建峰 蒋丽雯 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期481-485,共5页

气体电子倍增器(GEM)作为一种新型气体电离室探测器,具有结构简单、性能卓越、兼容性强等优点,广泛应用于高能物理、核物理等多个领域。介绍了GEM探测器的原理、研究现状及发展应用。

关键词 气体电子倍增器 GEM 气体电离室探测器 漂移电极

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基于气体电子倍增器原理的高能X射线工业CT气体探测器 被引量：4

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作者 周日峰 陈伟民 段晓礁 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期741-745,共5页

分析了高能X射线工业CT所常用的闪烁探测器的优缺点,及传统气体电离室探测器存在的不足。为克服这些缺点和不足,从X光子与物质相互作用理论出发,结合高能工业CT的结构特点,探讨了高能窄X射线束入射到薄金属片中X光子和光电子的输运过程... 分析了高能X射线工业CT所常用的闪烁探测器的优缺点,及传统气体电离室探测器存在的不足。为克服这些缺点和不足,从X光子与物质相互作用理论出发,结合高能工业CT的结构特点,探讨了高能窄X射线束入射到薄金属片中X光子和光电子的输运过程,提出了以高密度的金属片作为X光子辐射转换体,以气体电子倍增器作为光电子倍增放大的新型高能工业CT探测器方案。并利用基于Linux平台的EGSnrc程序进行了Monte-Carlo仿真。从原理上说明了这种气体倍增探测器相对于传统气体电离室探测器,既有较高的探测效率,其体积也大为减小,替代高能工业CT传统的闪烁体探测器在理论上是可行的。 展开更多

关键词 高能X射线工业CT 气体电子倍增器 闪烁体探测器

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气体电子倍增器的研制及性能测试 被引量：1

3

作者 张明龙 夏义本 +3 位作者 王林军 顾蓓蓓 汪琳 杨莹 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期511-514,共4页

气体电子倍增器(GEM)以其独特的性能在辐射探测器领域得到了广泛的应用,对50μm厚聚酰亚胺(kapton)薄膜利用真空热蒸发和激光掩膜打孔法制作GEM膜,孔径100μm,孔距223μm,并封装流气式探测器,有效探测面积3mm×3mm。5.9keV55F e X... 气体电子倍增器(GEM)以其独特的性能在辐射探测器领域得到了广泛的应用,对50μm厚聚酰亚胺(kapton)薄膜利用真空热蒸发和激光掩膜打孔法制作GEM膜,孔径100μm,孔距223μm,并封装流气式探测器,有效探测面积3mm×3mm。5.9keV55F e X射线测量了GEM在不同高压和混合气体比例时的脉冲幅度分布情况。讨论了高压和气体比例对探测器计数率和能量分辨率的影响。结果表明GEM具有较高的信噪比,能量分辨率可达18.2%。 展开更多

关键词 气体电子倍增器 辐射探测器 聚酰亚胺薄膜 X射线

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气体电子倍增器透过率和增益特性的研究 被引量：2

4

作者 马善乐 杨兰兰 +3 位作者 屠彦 陈仲珊 张盼盼 秦娜娜 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期228-234,共7页

气体电子倍增器(GEM)是近年来发展起来的一种新型气体探测器。本文首先介绍了GEM的结构和模拟的原理,然后基于有限元的方法建立GEM三维模型,并计算电场分布,将所得的GEM结构模型导入GARFIELD软件,实现GEM透过率和增益的计算。并进一步改... 气体电子倍增器(GEM)是近年来发展起来的一种新型气体探测器。本文首先介绍了GEM的结构和模拟的原理,然后基于有限元的方法建立GEM三维模型,并计算电场分布,将所得的GEM结构模型导入GARFIELD软件,实现GEM透过率和增益的计算。并进一步改变GEM的各项参数,如结构、电场和所充气体气压、配比等研究对GEM透过率和增益的影响,分析了参数变化对GEM性能的影响,从而为GEM的参数优化提供理论指导。 展开更多

关键词 气体电子倍增器 电子透过率 增益 GARFIELD

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应用于气体电子倍增器的电子学板研制 被引量：2

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作者 王珂 薛志华 +1 位作者 王大勇 班勇 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1013-1017,共5页

气体电子倍增器(GEM)电子学板(GEB)在大面积GEM探测器系统中起重要作用.为满足大面积GEM探测器系统中高速电子学信号的传输、实现电磁屏蔽及为前端电子学提供电源等需求,本文设计了8层结构的GEB,并对该GEB原型进行了电气性能、机械兼容... 气体电子倍增器(GEM)电子学板(GEB)在大面积GEM探测器系统中起重要作用.为满足大面积GEM探测器系统中高速电子学信号的传输、实现电磁屏蔽及为前端电子学提供电源等需求,本文设计了8层结构的GEB,并对该GEB原型进行了电气性能、机械兼容性、信号传输和噪声测试.测试结果显示,本文所设计的GEB在320 Mb/s信号传输速度下的误码率小于10^-13,在保证信号高速性和完整性的基础上能成功传输前端电子学信号;通过采用叠层对称式设计克服了大面积G EB生产时弯曲程度高的困难,生产的GEB原型弯曲高度降低了2/3,平均弯曲高度为1 mm,增强了前端电子学在探测器系统中的运行稳定性. 展开更多

关键词 气体电子倍增器 电子学板 高速信号完整性 阻抗匹配 电磁屏蔽

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栅型气体电子倍增器的研制

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作者 陈石 刘倩 +6 位作者 刘宏邦 郑阳恒 封焕波 刘熙文 沈文涵 董洋 焦信达 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期975-981,共7页

实践中发现,微结构气体探测器(MPGD)遇到三方面挑战:打火时放电电流的抑制与稳定运行、单元面积增大后的生产工艺以及孔型结构带来的探测位置重建偏差.为解决以上问题,本文提出了一种新型结构的MPGD——栅型气体电子倍增器(Groove).使用... 实践中发现,微结构气体探测器(MPGD)遇到三方面挑战:打火时放电电流的抑制与稳定运行、单元面积增大后的生产工艺以及孔型结构带来的探测位置重建偏差.为解决以上问题,本文提出了一种新型结构的MPGD——栅型气体电子倍增器(Groove).使用3种不同几何尺寸的栅型电极,在不同气体中对8.04 keV铜靶X射线的能谱进行测量,以检验探测器性能.与蒙特卡罗模拟计算结果对比表明,探测器信号主要来自雪崩产生的离子.能谱测量结果显示:栅极狭缝宽度0.2 mm、厚度0.8 mm的探测器增益和能量分辨率好于其他尺寸的探测器;在93%Ar+7%CO2中运行时,探测器增益与分辨率两项指标稍好于在95%Ar+5%CH4中.测量得到的探测器增益最高可达3×10^4左右,能量分辨率最高可达15.6%. 展开更多

关键词 微结构气体探测器 气体电子倍增器 能量分辨 X射线探测 耐打火

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气体电子倍增器热中子探雷技术探讨

7

作者 王烁 许振华 +1 位作者 杨丽芳 张国光 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2020年第2期265-272,共8页

简述了常用探雷技术,提出了一种利用气体电子倍增器进行热中子地雷探测的技术方案。采用钻孔电路板制作厚气体电子倍增器,镀膜作为中子转换体,多层级联提高热中子探测效率,实现对地雷中爆炸物的检测。转换体10B膜存在最佳厚度,通过GEANT... 简述了常用探雷技术,提出了一种利用气体电子倍增器进行热中子地雷探测的技术方案。采用钻孔电路板制作厚气体电子倍增器,镀膜作为中子转换体,多层级联提高热中子探测效率,实现对地雷中爆炸物的检测。转换体10B膜存在最佳厚度,通过GEANT4软件模拟得到。介绍了镀膜工艺PLD等主流方法,并分析了各种方法的利弊。 展开更多

关键词 气体电子倍增器 GEM 热中子 地雷探测

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厚型气体电子倍增探测器电极读出信号研究 被引量：1

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作者 黄文谦 刘倩 +9 位作者 刘宏邦 葛东胜 陈石 王滨龙 张振宇 周国全 董洋 张强 李敏 汪晶 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期698-702,共5页

使用Cu靶x光源,采用脉冲型读出方式从单层THGEM探测器的各个电极读出信号,并分析了这些信号的特点,认为从THGEM下极板得到的信号最适合做电子学触发信号。

关键词 厚型气体电子倍增器 感应信号 脉冲读出

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一种新的气体电子倍增模式的研究

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作者 李澄 宋勇 +3 位作者 许咨宗 孙涛 吴冲 傅成栋 《核电子学与探测技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第5期351-353,共3页

介绍了一种新的气体放大器件—— GEM,制作了一个有效面积为 10 0 mm× 10 0 mm的 GEM+MWPC的模型。用 5.9ke V的 X射线源测量它的气体倍增系数 ,并研究了不同气体比例 ( Ar/CO2 )下 GEM的放大的性能。GEM的放大倍数可达到

关键词 气体电子倍增器 X射线探测 GEM 气体放大器件

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CMS-GEM探测器电子学板测试工具的研制

10

作者 梁子寒 薛志华 +2 位作者 王珂 王大勇 班勇 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2023年第1期163-168,共6页

针对CMS-GEM探测器前端电子学板(GEB)的研制和生产中质量控制的需求,研发了新的自动化测试工具,对电子学板进行连通性和误码率测试。应用基于FPGA的片上系统,提高了测试效率和可靠性,并可自动存储测试结果。该套测试设备已应用在GEB的... 针对CMS-GEM探测器前端电子学板(GEB)的研制和生产中质量控制的需求,研发了新的自动化测试工具,对电子学板进行连通性和误码率测试。应用基于FPGA的片上系统,提高了测试效率和可靠性,并可自动存储测试结果。该套测试设备已应用在GEB的研制和批量生产质量控制工作中,检验合格的GEB已经运往CERN进行探测器的组装。 展开更多

关键词 气体电子倍增器 质量控制 FPGA 自动化测试

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基于紫外激光测量时间投影室电离能损的方法研究

11

作者 常悦 祁辉荣 +6 位作者 佘信 张锦闲 喻纯旭 赵光 伍灵慧 邓智 王建春 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第3期725-733,共9页

时间投影室(TPC)具有高精度、低物质量和出色的粒子鉴别能力,在对撞机物理、暗物质研究以及核物理领域得到了广泛应用。TPC能同时测量电离能量损失率(dE/dx)和动量,这是其进行电离能损测量和实现粒子鉴别(PID)的关键特性。然而,传统的... 时间投影室(TPC)具有高精度、低物质量和出色的粒子鉴别能力,在对撞机物理、暗物质研究以及核物理领域得到了广泛应用。TPC能同时测量电离能量损失率(dE/dx)和动量,这是其进行电离能损测量和实现粒子鉴别(PID)的关键特性。然而,传统的电离能损测量方法存在成本高、重复性低等不足。本文提出通过监测每个激光脉冲的能量并进行校正,优化激光电离的概率密度分布,从而提高dE/dx分辨率的测量精度。实验使用集成了2层气体电子倍增器(GEM)模块的TPC原型机进行验证,结果表明该方法能恢复单能激光的高斯分布能谱,实现dE/dx分辨率的有效测量。通过拼接激光事件,模拟了有效长度为1.2 m时TPC的dE/dx分辨率为4%,与DESY GEM模块束流实验的拼接结果基本一致。此外,通过搭建TPC全模拟软件框架给出了大尺寸TPC的dE/dx在0 T和3 T下的模拟结果。 展开更多

关键词 时间投影室 气体电子倍增器 紫外激光 电离能损

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GEM氖氙惰性气体增益特性的模拟研究 被引量：1

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作者 杨兰兰 屠彦 +3 位作者 张盼盼 马善乐 占建英 张玮 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期326-330,共5页

采用粒子-蒙特卡罗模型对气体电子倍增器工作在轻惰性气体Ne和重惰性气体Xe中的倍增过程和增益特性进行了比较研究。研究结果表明,轻惰性气体Ne较重惰性气体Xe具有更高的时间分辨率,更高的有效探测效率。但在1个大气压的工作条件下轻惰... 采用粒子-蒙特卡罗模型对气体电子倍增器工作在轻惰性气体Ne和重惰性气体Xe中的倍增过程和增益特性进行了比较研究。研究结果表明,轻惰性气体Ne较重惰性气体Xe具有更高的时间分辨率,更高的有效探测效率。但在1个大气压的工作条件下轻惰性气体Ne较易放电使得工作电压降低,从而能达到的最大增益较Xe低,更高气压下的工作机理还需进一步的研究。 展开更多

关键词 气体电子倍增器 粒子-蒙特卡罗模型 纯惰性气体 电子倍增 增益

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基于GEM探测器的数字读出芯片研制 被引量：1

13

作者 吴文欢 王庆娟 +2 位作者 王铮 赵京伟 魏微 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期8-12,共5页

研制了一种适用于高能物理GEM探测器读出系统的数字芯片。芯片采用PAD读出方式,对GEM探测器的输出直接采样,对采样到的信号放大并成形,判断该输入是否超过由外部DAC设定的阈值,给出判断结果,并按照一个串行协议读出。芯片采用0.35μm/3.... 研制了一种适用于高能物理GEM探测器读出系统的数字芯片。芯片采用PAD读出方式,对GEM探测器的输出直接采样,对采样到的信号放大并成形,判断该输入是否超过由外部DAC设定的阈值,给出判断结果,并按照一个串行协议读出。芯片采用0.35μm/3.3 V CMOS工艺设计,后仿真结果显示芯片达到预期研制目标。 展开更多

关键词 气体电子倍增器探测器 PAD读出 数字读出

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THGEM位置灵敏探测器读出系统

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作者 赵亚飞 华仁军 +2 位作者 冀伟田 陈子瑜 沈激 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期474-478,共5页

采用专用集成芯片设计了基于厚气体电子倍增器THGEM的热中子位置灵敏探测器读出电子学系统,实现电荷信号的放大、整形,采用高速模数转换芯片AD9220进行采集,采用USB通信实现数据传输,采用FPGA作为读出系统的总控制器,实现了探测器的阵... 采用专用集成芯片设计了基于厚气体电子倍增器THGEM的热中子位置灵敏探测器读出电子学系统,实现电荷信号的放大、整形,采用高速模数转换芯片AD9220进行采集,采用USB通信实现数据传输,采用FPGA作为读出系统的总控制器,实现了探测器的阵列电荷信号读出;得到读出系统通道输入输出线性响应关系,在±15fc之间线性关系良好;实现了位置信息重心读出;探测器最高计数率达1×10~5/s. 展开更多

关键词 气体电子倍增器 厚气体电子倍增器 中子 探测 重心读出

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GEM探测器α表面污染监测系统研制

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作者 庞洪超 黄金峰 +1 位作者 骆志平 陈凌 《核电子学与探测技术》 北大核心 2017年第3期285-288,共4页

研制了大面积GEM探测器,构建了位置灵敏α表面污染监测系统。该系统主要由GEM膜、多路读出电子学系统、数据获取与展示软件等组成。该系统对α粒子的本征探测效率可达95%以上,并实现了系统对α粒子的位置灵敏成像,可为表面污染类α粒子... 研制了大面积GEM探测器,构建了位置灵敏α表面污染监测系统。该系统主要由GEM膜、多路读出电子学系统、数据获取与展示软件等组成。该系统对α粒子的本征探测效率可达95%以上,并实现了系统对α粒子的位置灵敏成像,可为表面污染类α粒子的精确位置测量提供一种有效手段。 展开更多

关键词 气体电子倍增器 位置灵敏 表面污染 探测效率

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厚GEM探测器对γ射线探测效率的研究 被引量：1

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作者 李志远 艾宪芸 +8 位作者 谢宇广 崔辉 王英 吕军光 胡涛 刘令芸 付黎 闫文奇 胡彪 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期2267-2274,共8页

作为一种新型微结构气体探测器(MPGD),厚型气体电子倍增器(THGEM)用于较高能量光子探测是新的尝试。为了解其探测机理及探测效率的主要影响因素,利用多粒子输运软件、多物理耦合仿真软件及气体电离模拟软件,分别建立了光子与探测器相互... 作为一种新型微结构气体探测器(MPGD),厚型气体电子倍增器(THGEM)用于较高能量光子探测是新的尝试。为了解其探测机理及探测效率的主要影响因素,利用多粒子输运软件、多物理耦合仿真软件及气体电离模拟软件,分别建立了光子与探测器相互作用模型、电子漂移扩散模型和气体电离模型。通过仿真得到了漂移极内表面和膜上电极的电子出射概率,137Cs在漂移极内表面产生激发电子的能量分布和角分布。动态模拟了电子在特定电场中的漂移和横向扩散行为,定量计算了原初电子的入孔数量和入孔效率。最后通过实验验证,证明增大漂移区距离和提高THGEM膜间电压可显著提高THGEM对γ射线的探测效率。 展开更多

关键词 厚型气体电子倍增器 入孔效率 增益 探测效率 Γ射线 模拟

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