大型高海拔宇宙線觀測站（Large High-Altitude Air Shower Observatory,LHAASO）是我國十三五期間重大科研基礎(chǔ)設(shè)施項目,其科學(xué)目標(biāo)是探索宇宙線的起源。LHAASO探測器陣列之一的水切倫科夫探測器陣列（WCDA）的主要目標(biāo)是探索宇宙中的伽馬射線源,其原理主要是通過水切倫科夫探測技術(shù)捕捉到來自宇宙中的伽馬射線,然后經(jīng)過提取所有采集到的水切倫科夫光的時間信息來重建伽馬射線的運動方向,從而反推出伽馬射線源的位置。由其探測原理可知,探測器陣列的時間標(biāo)定非常重要。參考國際上的類似實驗,主要的探測器陣列的時間標(biāo)定方法為單路標(biāo)定和同步標(biāo)定。根據(jù)WCDA的布局可知,這兩種方法都不試用于WCDA的標(biāo)定。為此,WCDA使用了新的標(biāo)定方法——交叉標(biāo)定,隨之也引出了新的問題。本文主要研究了LHAASO-WCDA交叉標(biāo)定方案,并針對其方案的核心問題,提出了一種遠(yuǎn)距離時間刻度系統(tǒng)方案,并完成了相關(guān)的軟硬件設(shè)計。該系統(tǒng)主要包括同步觸發(fā)單元、光源驅(qū)動單元和時間差測量單元三個部分。其中,同步觸發(fā)單元和光源驅(qū)動單元以現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA為核心,功能分別為發(fā)送同步觸發(fā)信號、驅(qū)... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心)北京市

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

LHAASO探測器布局

WCD的布局

圖 1 3 水池結(jié)構(gòu) 3 1.2 研究現(xiàn)狀宇宙線次級粒子在水中產(chǎn)生的切侖科夫光子經(jīng)過傳播達(dá)到光電倍增管表面，經(jīng)過光電倍增管光陰極的光電轉(zhuǎn)換以及打拿極倍增，形成電脈沖信號，再利用電子學(xué)將記錄電纜傳輸脈沖信號的到達(dá)時間信息和電荷信息，通過這些信息進行原始數(shù)據(jù)的重建。為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，在探測器安裝之前、干運行期以及正常運行過程中就需要對探測器進行標(biāo)定。從數(shù)據(jù)角度上來講，標(biāo)定分為電荷標(biāo)定和時間標(biāo)定。從探測器研制角度上來講，標(biāo)定包含探測器子單元的相對位置刻度、發(fā)光介質(zhì)的性能刻度、光電倍增管性能參數(shù)的標(biāo)定、環(huán)境參數(shù)的測量等。每一項參數(shù)均會對最終數(shù)據(jù)造成影響。對于 WCDA 來說，最主要的科學(xué)目標(biāo)是發(fā)現(xiàn)新的甚高能 γ 輻射源，提高輻射源的樣本數(shù)量，具體實現(xiàn)是通過探測器單元記錄到

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]LHAASO-WCDA時間標(biāo)定的研究[D]. 游曉浩.河北師范大學(xué) 2014
[2]LHAASO-KM2A陣列性能研究及γ天文探測預(yù)期[D]. 劉燁.河北師范大學(xué) 2013
[3]FPGA高精度時間測量[D]. 班超.北京郵電大學(xué) 2013
[4]基于TDC與FPGA精密時間測量技術(shù)的研究與應(yīng)用[D]. 楊俊.中國科學(xué)院研究生院(武漢物理與數(shù)學(xué)研究所) 2012
[5]基于FPGA的串行通信實現(xiàn)與CRC校驗[D]. 劉春陽.北京化工大學(xué) 2006



本文編號：3542752