【摘要】：微型結(jié)構(gòu)氣體探測(cè)器(MPGD)具有高計(jì)數(shù)率、極快的時(shí)間響應(yīng)、亞毫米級(jí)的空間分辨、易大面積研制、結(jié)實(shí)耐用以及造價(jià)低廉的優(yōu)點(diǎn)。因此,有許多對(duì)MPGD的深入研究,也得到廣泛的應(yīng)用。X射線偏振可以提供高能天體的幾何結(jié)構(gòu),周圍的磁場(chǎng)強(qiáng)度,輻射機(jī)制等重要信息,是理解天體物理的重要手段。對(duì)基于光電效應(yīng)的X射線偏振的測(cè)量需要高靈敏度的探測(cè)器。得到較長(zhǎng)較細(xì)的光電子徑跡,并精細(xì)地重建出光電子徑跡,是對(duì)探測(cè)器提出的要求。MPGD可以適應(yīng)這些要求,是光電偏振探測(cè)器的很好的選擇。為此,首先基于MicroMegas氣體探測(cè)器運(yùn)用ICCD相機(jī)對(duì)光讀出進(jìn)行了研究,對(duì)X射線和α粒子進(jìn)行二維成像,都獲得了α粒子和光電子的徑跡;而后基于THGEM氣體探測(cè)器采用了Topmetal芯片對(duì)電子進(jìn)行收集并讀出。在不同氣壓和增益的條件得到明顯的光電子徑跡,特別是在80 kPa的氣壓、增益高于4×103的條件,基本滿足了重建出光電子出射方向的要求。中國(guó)空間站計(jì)劃部署的高能宇宙輻射探測(cè)設(shè)備(HERD),將在空間探尋暗物質(zhì)粒子和精細(xì)觀測(cè)高能區(qū)原初宇宙線。量能器是HERD核心探測(cè)器,其由LYSO立方晶體組成。本文討論的基于THGEM氣體探測(cè)器的宇宙線描跡儀,用于對(duì)LYSO晶體的標(biāo)定。THGEM氣體探測(cè)器的有效面積為20×30cm2,雙層THGEM的增益接近1×104,采用200+134路二維條讀出,重建出了 55Fe源的位置。另外,在制作工藝方面,采用雙氧水體系對(duì)THGEM膜整板化學(xué)拋光腐蝕,實(shí)現(xiàn)了各種規(guī)格的THGEM膜研制。
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O572.212;O434.1
【圖文】：

２．２．２氣體電子倍增器逡逑制作ＧＥＭ探測(cè)器的主要組件是ＧＥＭ膜，ＧＥＭ膜由中間一層絕緣的５０叩１厚的聚逡逑乙酰胺（Ｋａｐｔｏｎ）和上下兩層表面覆蓋５？丨０，厚的銅箱構(gòu)成。如圖２－２所示，通過(guò)逡逑光刻、多步化學(xué)腐蝕等方法制造出均勻的雙錐形孔，孔呈三角形陣列孔，間距為１４０逡逑孔表面直徑７０網(wǎng)１，孔中心直徑為５０邋（＿ｉｍ邋［２１１。逡逑５逡逑

一一邋ｊ邋—邋▲邋＾邐』逡逑圖２－１邋ＭｉｃｒｏＭｅｇａｓ氣體探測(cè)器結(jié)構(gòu)示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｔｈｅ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ＭｉｃｒｏＭｅｇａｓ邋ｇａｓ邋ｄｅｔｅｃｔｏｒ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ逡逑工作時(shí)，在陰極和網(wǎng)膜上加上合適的高壓，使漂移區(qū)的電場(chǎng)強(qiáng)度在５ｋＶ／ｃｍ左右，逡逑倍增區(qū)的電場(chǎng)強(qiáng)度在４０？８０ｋＶ／ｃｍ之間。當(dāng)帶電粒子入射到漂移區(qū)與氣體發(fā)生相互作逡逑用，產(chǎn)生電子離子對(duì)，電子在電場(chǎng)的作用下向網(wǎng)膜漂移到達(dá)微孔附近，電子被導(dǎo)入高電逡逑場(chǎng)的倍增區(qū)實(shí)現(xiàn)雪崩放大。放大后的電子被陽(yáng)極收集，再經(jīng)過(guò)電子學(xué)放大得到信號(hào)。逡逑ＭｉｃｒｏＭｅｇａｓ探測(cè)器的能量分辨率可達(dá)１２％邋（ＦＷＨＭ，５．９邋ｋｅＶ邋Ｘ－ｒａｙ）邋［１８】，位置分辨可逡逑以達(dá)到８０邋｜ａｍ，信號(hào)上．升時(shí)間小于Ｉｎｓ。ＭｉｃｒｏＭｅｇａｓ如今己被廣泛用于粒子物理實(shí)驗(yàn)逡逑中。例如在ＣＥＲＮ的ＣＯＭＰＡＳＳ實(shí)驗(yàn)中，ＭｉｃｒｏＭｅｇａｓ探測(cè)器已被應(yīng)用在尋跡系統(tǒng)上［１９〗；逡逑在Ｔ２Ｋ實(shí)驗(yàn)中，ＭｉｃｒｏＭｅｇａｓ用在時(shí)間投影室（ＴＰＣ）上探測(cè)中微子［２（＞１。逡逑２．２．２氣體電子倍增器逡逑制作ＧＥＭ探測(cè)器的主要組件是ＧＥＭ膜

對(duì)壓膜的精準(zhǔn)性提出很高的要求，大面積的制作無(wú)法保證高的精準(zhǔn)度。中國(guó)科學(xué)院大學(xué)逡逑高能物理組的老師們提出了整板微蝕技術(shù)［２１］，很好地克服了傳統(tǒng)工藝制作大面積逡逑ＴＨＧＥＭ的困難。如圖２－３所示，現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)利用整板化學(xué)拋光工藝己制作并測(cè)試了各種逡逑規(guī)格的邋ＴＨＧＥＭ邋膜，如邋５ｘ５邋ｃｍ２、ｌ0ｘｌ0邋ｃｍ２、２0ｘ２０邋ｃｍ２、２0ｘ３０邋ｃｍ２邋以及直徑邋２０邋ｃｍ邋圓逡逑形的ＴＨＧＥＭ膜，現(xiàn)在５０ｘ１５０邋ｃｍ２的大面積ＴＨＧＥＭ己加工完成。逡逑Ｉ邋Ｉ逡逑圖２－３利用整板化學(xué)拋光工藝制作的ＴＨＧＥＭ膜逡逑Ｆｉｇ．邋２－３邋ＴＨＧＥＭ邋ｆｉｌｍ邋ｐｒｏｄｕｃｅｄ邋ｂｙ邋ｗｈｏｌｅ－ｐｌａｔｅ邋ｃｈｅｍｉｃａｌ邋ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ邋ｐｒｏｃｅｓｓ逡逑由于ＴＨＧＥＭ膜有著易于制造，清洗方便，使用簡(jiǎn)單耐用，價(jià)格更加低廉等優(yōu)勢(shì)。逡逑目前，以色列、意大利等國(guó)正在開展對(duì)ＴＨＧＥＭ膜的研究，并將在大型探測(cè)器中使用。逡逑例如環(huán)形成像叻倫科夫（ＲＩＣＨ）探測(cè)器Ｐ］、暗物質(zhì)探測(cè)［２６］、單光子探測(cè)［２７】等。逡逑２．３微結(jié)構(gòu)氣體探測(cè)器的基本原理逡逑電磁相互作用是探測(cè)器的物理基礎(chǔ)，入射粒子與介質(zhì)相互作用強(qiáng)弱取決于粒子的種逡逑類和能量大小。逡逑２．３．１粒子與氣體的相互作用逡逑粒子與氣體介質(zhì)的相互作用主要是電磁相互作用。當(dāng)入射粒子為帶電粒子時(shí)，主要逡逑有下面幾種情況：１）若帶電粒子與氣體原子的距離比原子尺寸很大時(shí)，整個(gè)氣體原子逡逑７逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 張雙南;;世界空間高能天文發(fā)展展望[J];國(guó)際太空;2009年12期

2 姜作義;銅及銅合金化學(xué)拋光新工藝[J];電器新技術(shù);1985年04期

本文編號(hào)：2748880