GeVガンマ線検出器のための光電子増倍管読み出しフロントエンド回路の開発

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本研究では、前年度に開発したVLSIチップを塔載するための専用のフロントエンド回路(FEC)基板を製作し、そのテストを行った。このFEC基板は、64チャンネルのマルチアノード光電子増倍管(MAPMT)1本に対して、4枚の基板が1組となって、VLSIを2チップと16ビットのADCを塔載している。このFEC8組分を1枚のバス基板に取り付けた読出しユニットを製作し、それをVME計算機上のインターフェイスに接続して、512チャンネル分のデータを1kHzの速度で取り込むことができるシステムを完成した。総合的な読出しノイズは、VLSIチップのノイズ0.8fC(カタログ値)に近い1.3fCという値が得られ、初年度の既存のFEC基板を流用した場合の12fCよりも格段に改善された。その結果、目標のダイナミックレンジ3000に到達していることを確認した。このFEC読出しユニットを使用したシンチファイバー検出器に、電子、陽子、μ粒子のビームを照射するテストを7〜8月にCERNで行った。その結果、200GeVの電子シャワーに対して、6radiation lengthにおけるシンチファイバーの最大輝度が、ダイナミックレンジの5〜7分の1に収まっていることを確認した。ビームテストまでは汎用のVMEインターフェイスを利用し、FEC読出しユニットとの通信は、外付けの回路を製作した。本研究の最後に、読出しユニットの複数化にも対応できるように、通信ユニット4台分までを収容するVME規格のインターフェイスボードの開発、製作を行った。