大型高海拔宇宙線觀測(cè)站（Large High-Altitude Air Shower Observatory,LHAASO）是我國(guó)十三五期間重大科研基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目,其科學(xué)目標(biāo)是探索宇宙線的起源。LHAASO探測(cè)器陣列之一的水切倫科夫探測(cè)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(guò)水切倫科夫探測(cè)技術(shù)捕捉到來(lái)自宇宙中的伽馬射線,然后經(jīng)過(guò)提取所有采集到的水切倫科夫光的時(shí)間信息來(lái)重建伽馬射線的運(yùn)動(dòng)方向,從而反推出伽馬射線源的位置。由其探測(cè)原理可知,探測(cè)器陣列的時(shí)間標(biāo)定非常重要。參考國(guó)際上的類似實(shí)驗(yàn),主要的探測(cè)器陣列的時(shí)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(wèn)題。本文主要研究了LHAASO-WCDA交叉標(biāo)定方案,并針對(duì)其方案的核心問(wèn)題,提出了一種遠(yuǎn)距離時(shí)間刻度系統(tǒng)方案,并完成了相關(guān)的軟硬件設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)主要包括同步觸發(fā)單元、光源驅(qū)動(dòng)單元和時(shí)間差測(cè)量單元三個(gè)部分。其中,同步觸發(fā)單元和光源驅(qū)動(dòng)單元以現(xiàn)場(chǎng)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(hào)、驅(qū)... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心)北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

LHAASO探測(cè)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(jí)粒子在水中產(chǎn)生的切侖科夫光子經(jīng)過(guò)傳播達(dá)到光電倍增管表面，經(jīng)過(guò)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(hào)，再利用電子學(xué)將記錄電纜傳輸脈沖信號(hào)的到達(dá)時(shí)間信息和電荷信息，通過(guò)這些信息進(jìn)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(cè)器安裝之前、干運(yùn)行期以及正常運(yùn)行過(guò)程中就需要對(duì)探測(cè)器進(jìn)行標(biāo)定。從數(shù)據(jù)角度上來(lái)講，標(biāo)定分為電荷標(biāo)定和時(shí)間標(biāo)定。從探測(cè)器研制角度上來(lái)講，標(biāo)定包含探測(cè)器子單元的相對(duì)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(cè)量等。每一項(xiàng)參數(shù)均會(huì)對(duì)最終數(shù)據(jù)造成影響。對(duì)于 WCDA 來(lái)說(shuō)，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(shí)現(xiàn)是通過(guò)探測(cè)器單元記錄到

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]LHAASO-WCDA時(shí)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(cè)預(yù)期[D]. 劉燁.河北師范大學(xué) 2013
[3]FPGA高精度時(shí)間測(cè)量[D]. 班超.北京郵電大學(xué) 2013
[4]基于TDC與FPGA精密時(shí)間測(cè)量技術(shù)的研究與應(yīng)用[D]. 楊俊.中國(guó)科學(xué)院研究生院(武漢物理與數(shù)學(xué)研究所) 2012
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