Photomultiplier tube performance of the WCDA++ in the LHAASO experiment
Photomultiplier tube performance of the WCDA++ in the LHAASO experiment
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LHAASO 实验中 WCDA 光电倍增管的性能
DOI：
10.1016/j.nima.2019.04.033
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发表时间：
2020-04
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Cunfeng Feng
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hengying Zhang;Yanhong Yu;Khuram Tariq;Zongkang Zeng;Xiurong Li;Cheng Liu;Dong Liu;Cunfeng Feng
在大型高空空气簇射天文台（LHAASO）中，水切伦科夫探测器阵列（WCDA）的主要物理目标是探测100 GeV ~ 30 TeV能量范围内的γ射线源。为了扩展WCDA的动态范围，在WCDA的每个单元中，将1.5英寸光电倍增管（PMT）放置在8英寸PMT旁边。所有这些1.5英寸光电倍增管（总共900个）都由WCDA动态扩展系统（WCDA++）组成。这些光电倍增管需要保持四个数量级内的线性。利用光电倍增管测试系统对具有特殊设计的双读出分压器的1.5英寸光电倍增管的性能进行了测试。在此基础上，研究了工作电压和信号宽度对光电倍增管动态范围的影响。测试结果表明，当驱动信号宽度为5.5ns时，非线性度为5%的动态范围大于200 kPEs（光电子）。当PMT增益为2× 105时，阈值为1 mV时，暗噪声计数率小于200 Hz.这些结果证实PMT性能符合WCDA++要求。
Abstract In the Large High Altitude Air Shower Observatory (LHAASO), the main physics objective of the water Cherenkov detector array (WCDA) is to survey the sky for gamma-ray sources in the energy range of 100 GeV to 30 TeV. In order to extend the dynamic range of the WCDA, a 1.5-inch photomultiplier tube (PMT) is placed aside the 8-inch PMT in each cell of the WCDA. All of these 1.5-inch PMTs (900 in total) consist of the WCDA dynamic extended system (WCDA++). These PMTs are required to maintain linearity within four orders of magnitude. The performance of the 1.5-inch PMTs with a specially designed bi-readout voltage divider is tested with a PMT test system. Accordingly, the effects of the working high voltage and signal width on the dynamic range of the PMTs are studied. The test results show that the dynamic range with a 5% non-linearity for a driven signal width of 5.5 ns is more than 200 kPEs (photoelectrons). The dark noise count rate is less than 200 Hz for a 1 mV threshold at a PMT gain of 2× 1 0 5. These results confirm that the PMT performance meets the WCDA++ requirements.
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影响因子：
3.6
作者：
Xu 旭 Wang 王;Zhong-Quan 忠泉 Zhang 张;Y. Tian 田;Yan-Yan 艳艳 Du 都-Yan;Xiao 晓 Zhao 赵;Fu-Wang 付旺 Shen 沈;Chang-Yu 长裕 Li 李;Yan-Sheng 延生 Sun 孙;C. Feng 冯
通讯作者：
Xu 旭 Wang 王;Zhong-Quan 忠泉 Zhang 张;Y. Tian 田;Yan-Yan 艳艳 Du 都-Yan;Xiao 晓 Zhao 赵;Fu-Wang 付旺 Shen 沈;Chang-Yu 长裕 Li 李;Yan-Sheng 延生 Sun 孙;C. Feng 冯
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Cao Zhen