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

2

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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厚型气体电子倍增探测器电极读出信号研究 被引量：1

3

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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用于小型AMS的类布拉格探测器研制 被引量：2

4

作者 修诚利 张文慧 +5 位作者 赵庆章 何明 包轶文 李康宁 郭巍 董鹏伟 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2024年第2期277-283,共7页

为了解决小型AMS系统中,使用现有的气体电离室探测低能量重粒子时,脉冲信号高度与探测器本底噪声重合较多、难以有效区分的问题,研制了一种新型的类布拉格气体电离室。在一定的约化场强下,这种电离室能够使电子在阳极附近区域发生电子倍... 为了解决小型AMS系统中,使用现有的气体电离室探测低能量重粒子时,脉冲信号高度与探测器本底噪声重合较多、难以有效区分的问题,研制了一种新型的类布拉格气体电离室。在一定的约化场强下,这种电离室能够使电子在阳极附近区域发生电子倍增,从而使脉冲信号高度上升,以达到与探测器本底噪声分开的目的。利用5.8 MeV的α粒子进行实验,通过调节α粒子进入探测器的能量,并在不同气体压力、阳极电压(约化场强E/P)的条件下对探测器性能进行系统调试。经过模拟计算和系统调试,得出以下结论:该探测器可用于测量粒子的能谱,能量分辨率可达到2.98%。当阳极前1 mm处的约化场强E/P为5 V·mm^(-1)·hPa^(-1)时,脉冲信号的增益大约为7倍。 展开更多

关键词 小型AMS 气体电离室 类布拉格探测器 电子倍增

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基于印刷线路板技术的复合气体探测器 被引量：1

5

作者 鲁彦霞 赵修良 +1 位作者 张泊丽 刘丽艳 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期515-518,共4页

将当前先进的PCB加工技术用于制作微条气体探测器(MSGC),并结合微电子加工技术制作电子倍增器(GEM),可以制作性能优越价格低廉的复合式位置灵敏探测器。论文从气体探测器工作原理出发,分析了各种类型气体探测器的优缺点,并根据当前国内... 将当前先进的PCB加工技术用于制作微条气体探测器(MSGC),并结合微电子加工技术制作电子倍增器(GEM),可以制作性能优越价格低廉的复合式位置灵敏探测器。论文从气体探测器工作原理出发,分析了各种类型气体探测器的优缺点,并根据当前国内的微电子加工技术,设计制作了MSGC+GEM复合式气体探测器。随着PCB精加工技术的进步,性能更优越可靠、更易加工的气体探测器很快将问世。 展开更多

关键词 气体探测器 微条气体探测器 电子倍增器

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基于GEM探测器的数字读出芯片研制 被引量：1

6

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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CMS-GEM探测器电子学板测试工具的研制

7

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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气体电子倍增器的研制及性能测试 被引量：1

8

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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GEM探测器α表面污染监测系统研制

9

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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气体电子倍增器透过率和增益特性的研究 被引量：2

10

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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2维位置灵敏中子探测器读出 被引量：1

11

作者 冀伟田 华仁军 +2 位作者 徐凯 陈子瑜 沈激 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期2791-2794,共4页

介绍了基于厚型气体电子倍增探测器(THGEM)的位置灵敏热中子探测器中,采用专用集成电路的阵列电荷灵敏前置放大和可编程器件的读出电子学设计。专用集成电路采用VA64TA2,64通道输入电荷灵敏放大成型,触发输出。控制电路使用了现场可编... 介绍了基于厚型气体电子倍增探测器(THGEM)的位置灵敏热中子探测器中,采用专用集成电路的阵列电荷灵敏前置放大和可编程器件的读出电子学设计。专用集成电路采用VA64TA2,64通道输入电荷灵敏放大成型,触发输出。控制电路使用了现场可编程器件。两者结合,显著减少了读出电路在探测器内所占据的空间。介绍了VA64TA2裸片的封装,给出了电路的原理和时序,进行了线性和电子学噪声试验,结果表明电路具有16fC的线性动态范围,电子学噪声仅为75个电子电荷。 展开更多

关键词 热中子 探测 位置灵敏 读出 微结构 厚型气体电子倍增探测器

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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

12

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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厚GEM探测器对γ射线探测效率的研究 被引量：1

13

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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THGEM位置灵敏探测器读出系统

14

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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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

16

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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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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光探测与器件

18

《中国光学》 CAS 2004年第4期69-70,共2页

为了实现软X射线波段光源相对光谱分布的测量,引进了一种利用新型软X射线波段传递标准探测器一Si光电二极管对软X射线探测器进行标定。标定了软X射线波段光谱测量实验中常用的探测器一通道电子倍增器在放大电压为1.3 kV时的量子效率,并... 为了实现软X射线波段光源相对光谱分布的测量,引进了一种利用新型软X射线波段传递标准探测器一Si光电二极管对软X射线探测器进行标定。标定了软X射线波段光谱测量实验中常用的探测器一通道电子倍增器在放大电压为1.3 kV时的量子效率,并对实验结果进行了分析。 展开更多

关键词 射线探测器 光电二极管 通道电子倍增器 量子效率 标准探测器 光谱分布 四象限探测器 器件 实验结果 测量实验

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应用Argus多接收稀有气体质谱仪准确测量空气的Ar同位素组成 被引量：9

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作者 李军杰 刘汉彬 +3 位作者 张佳 金贵善 张建锋 韩娟 《岩矿测试》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期229-235,共7页

稀有气体质谱仪准确测量氩同位素组成是Ar-Ar法高精度定年的前提,目前测量氩同位素主要应用单接收或多接收质谱仪,其中多接收稀有气体质谱仪在数据准确性和重现性等方面具备优势。本文研究了Argus多接收稀有气体质谱仪应用于测量Ar同位... 稀有气体质谱仪准确测量氩同位素组成是Ar-Ar法高精度定年的前提,目前测量氩同位素主要应用单接收或多接收质谱仪,其中多接收稀有气体质谱仪在数据准确性和重现性等方面具备优势。本文研究了Argus多接收稀有气体质谱仪应用于测量Ar同位素过程中一些主要因素对测量结果准确度和重现性的影响情况。结果表明,整套系统在静态模式下不同时间段的本底值极低,不影响测定;仪器电子倍增器的接收效率优于99.67%,可显著提高Ar低含量样品测量精度,当40Ar信号强度低于0.5 V时,用电子倍增器测量40Ar/36Ar组成的标准偏差仅为0.11%,而用法拉第杯测量40Ar/36Ar组成的标准偏差为0.53%;仪器的质量歧视效应可通过多次循环测量并采用指数定律获得稳定的质量歧视校正因子(此值相对标准偏差为0.0434%),实现对Ar同位素组成的准确校正。本文以测量空气中的氩同位素组成为例,证明了Argus多接收稀有气体质谱仪的测试效率比单个接收器跳峰方式的测试效率高,测试结果更精确,因此适合年轻样品或含钾量极低的样品的Ar-Ar高精度定年工作。 展开更多

关键词 稀有气体质谱仪 多接收 跳峰接收 AR-AR定年 电子倍增器接收效率 质量歧视效应

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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

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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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