晶体探测器单元组分的质量检测CsITl.ppt

BESⅢ电磁量能器的进展 董明义 高能物理所 EMC 2006.10.31 报告内容： CsI(Tl)电磁量能器简介 CsI(Tl)晶体探测器单元组分的质量检测 CsI(Tl)晶体 硅光二极管（PD） 前放 CsI(Tl)晶体探测器单元的制作和测试 晶体阵列束流实验 桶部量能器安装准备工作 总结 简介 物理要求： 为满足BESⅢ的物理目标， BESⅢ电磁量能器主要是精确测量γ和电子的能量和位置信息。 测量能区范围: 20MeV～2 GeV，重点能区 500MeV。 简介 采用CsI(Tl)晶体 吊挂安装结构 简介 简介 读出系统 CsI(Tl)晶体探测器单元组分的质量检测 质量控制流水线 CsI(Tl)晶体探测器单元组分的质量检测 CsI(Tl)晶体探测器单元组分的质量检测 CsI(Tl)晶体探测器单元组分的质量检测 CsI(Tl)晶体探测器单元组分的质量检测 要求经过 1000rads的辐照，晶体的光输出降低: 20% 或者 经过 100rads的辐照，晶体的光输出降低: 9% 通过小晶体测试和大晶体抽样测试，大多数晶体的抗辐照性能合格，部分不合格的晶体退回厂家重做 法国退回87块，上海退回316块，滨松退回79块 CsI(Tl)晶体探测器单元组分的质量检测 PD共13200 片，其质量检测包括： 暗电流和结电容测量：暗电流6nA不用 老化测试：无明显变化 150hrs@70V,65℃ 光电转换效率： 分为4类，与晶体粘接时配对，同一个晶体的上的两片PD为同一类 CsI(Tl)晶体探测器单元组分的质量检测 组装时根据增益的大小与不同光输出的晶体配对 同一个盒中的两前放差别3% CsI(Tl)晶体探测器单元的制作和测试 晶体探测器单 元制作流程 CsI(Tl)晶体探测器单元的制作和测试 CsI(Tl)晶体探测器单元的制作和测试 CsI(Tl)晶体探测器单元的制作和测试 宇宙线测量结果 宇宙线测量与PMT测量结果比较 晶体光输出不均匀性分布 桶部晶体探测器单元已经完成5100多块，还有100块左右 光纤监测系统 主要监测晶体光输出参数随时间的变化和电子学主放在各个量程的线性。 光脉冲等效能量：4Mev~2.GeV可调，满足电子学3个量程，每次每块晶体从低到高扫描几个能量点 76个LED单元分8组并行工作，每组9或10个LED单元顺序工作，10分钟扫描一次/天 光脉冲频率: 300Hz 系统不稳定性为：0.5% 加温度离线修正后可达0.3% 目前已完成同步LED单元制作和测量 光纤监测系统 CsI(Tl)晶体阵列束流实验 采用36块晶体(33#-38#各6块)组成6x6晶体阵列 电子学为最后版本，VME读出。 在高能所的E3束上进行 电子：400～1000MeV； 混合束：700MeV 好事例率： ～1Hz CsI(Tl)晶体阵列束流实验 能量分辨率 位置分辨率 图中横坐标为晶体判断的击中位置和定位丝室给出的位置之差 粒子击中晶体的位置，由如下公式给出：Xcry=(ΣiW(Ei)Xi)/ (ΣiW(Ei)) 其中 W(Ei) = Max[0, 4.0+ln(Ei/Ebump)] ，Xi为晶体的位置 CsI(Tl)晶体阵列束流实验 空间分辨率完全达到设计要求：(6mm@1GeV) CsI(Tl)晶体的时间信息可以用于排除明显的噪声信号从而提高电磁量能器的运行参数 能量分辨率比设计要求(2.5%)稍低，主要受以下因素影响： *束流本底的影响 *束流的动量不确定性（空间分布和时间漂移） *温度效应 桶部量能器的安装准备工作 桶部有44圈晶体组成，每圈120块晶体 安装时采用轴向安装方式，每根钢梁吊挂两排88块晶体，44圈晶体每圈的两块晶体在一根钢梁上 桶部有60根钢梁，晶体的安装以钢梁为单位，对称安装 桶部量能器的安装准备工作 晶体的安装过程比较复杂，经过长时间的反复的安装实验和仔细的研究，已建立一套行之有效的安装操作流程 刚开始使用假晶体和模型安装槽进行安装实验，多次模拟了整个安装过程，包括晶体的摆放，L型连接板，电缆，冷却水管，以及检测光纤的安装，摸索经验。 后采用真晶体进行试安装，也取得了比较好的安装效果 9月份量能器机械结构已到，两个安装槽也已经到位，目前在正式的安装操内刻度定位，试装晶体，找到并解决了新槽内安装的一些问题，第一批晶体的试装已经成功完成，并取得了比以往更满意的安装效果。 第一根钢梁的安装正在启动。 桶部量能器的安装准备工作 桶部量能器的安装准备工作 总结 桶部晶体，PD，前放已全部到货，端盖晶体已到货约800块。 完成了所有的桶部晶体、