间隙加压型微通道板组件性能研究

摘要

江门中微子实验要建造超大型中心探测器,需用到许多大面积光电倍增管,其中微通道板型光电倍增管(MCP-PMT)因其许多优越性能而倍受关注。本论文基于大尺寸MCP-PMT研制和MCP-PMT实验及测试平台建设,开展对间隙加压型微通道板组件进行测试研究,寻找最佳工作状态,这为大尺寸MCP-PMT的研制与批量生产提供技术支持。
　　本论文,首先对两块微通道板(MCP)组件的四种构型进行介绍,并阐述选择间隙加压型作为MCP-PMT电子倍增器件的原因,以及其性能优化对提高MCP组件性能的重大意义;再对间隙加压型MCP组件的间隙电子运动规律进行简要的分析,计算从第一块MCP的单个通道输出达到第二块MCP上的电子散斑所覆盖的通道个数与间隙电压的关系,以及间隙电压对增益的影响。
　　通过LabVIEW软件控制,采用基于VME数据获取系统的QDC V965插件,对光电倍增管(PMT)进行单光电子电荷谱的测试,并计算增益。先用这套系统测得R5912和XP2020两个PMT的增益随电压变化,呈指数关系。说明其用于测试PMT增益的真实可靠性。
　　再用于测试间隙为280μm,孔径为10μm的间隙加压型MCP组件的输出脉冲电荷分布谱,分别调节两块MCP和板间隙的电压,对比测试结果可知,第二块MCP已经工作在饱和状态下;随着第一块MCP电压增大,组件增益变大;随着间隙电压增大,组件的增益减小。这个结果与理论分析和西安光机所的电子光学模拟结果在一定范围内相符合。

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第一章 前 言

1.1选题依据及研究意义

1.2国内外研究现状、研究方法综述

1.3 本章小结

第二章 间隙加压型MCP组件的理论分析

2.1 电子在间隙中运动规律

2.2 散斑大小与间隙电压的关系

2.3 间隙电压优化的理论分析

2.4 本章小结

第三章 实验装置和测试方法

3.1实验方法

3.2 实验装置

3.3 LabVIEW程序控制

3.4 获得单光电子的方法与增益计算

3.4 增益测试的准确性

3.5 本章小结

第四章 实验数据分析与讨论

4.1 测试用微通道板组件的参数

4.2 测试条件

4.3测试结果

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢

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