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基于厚型GEM的多波段密闭多阳极气体光电倍增方法的研究

批准号:
11205240
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
30.0 万元
负责人:
刘倩
依托单位:
学科分类:
粒子探测技术
结题年份:
2015
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
谢一冈、贾飞、谢宇广、徐庆年、刘成、张瑞

项目摘要

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项目成果

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中文摘要
随着位置灵敏平面气体探测器的发展,基于气体探测器的光电倍增方式成为可能。在已取得自制成功的厚气体电子倍增探测器(THGEM)的基础上,我们提出密闭多阳极气体光电倍增方案。所使用的THGEM单层增益可达10^3-4,能量分辨达到15.9%。本项目将研究不同材料THGEM的出气率及密闭工艺;采用不同光阴极,使其对X射线、近紫区及紫外区光谱范围灵敏;采用多阳极设计实现200um的空间分辨。本项目的研究成果可直接运用于大气切伦科夫光探测、空间高能天体望远镜及其他方面的成像等。
英文摘要
As a new generation gas detector, Thick Gas Electron Multiplier (THGEM) has the potential to work as gaseous photomuliplier. The thinner-THGEM with the single layer gas gain of 10^3-4 and the energy resolution of 15.9% has been built. Based on this, the methods to realize sealed multi-anode gaseous photomuliplier are proposed. In the project, the following topics will be studied: the outgasing rate of different material of THGEM;the photocathod types and film-coating methods to detect violet, ultra-violet and X ray; the multi-anode design to achieve 200 um spatial resolution. The result of this project can be directly used for atmospheric Cherenkov detection and other imaging topics.
在天体辐射X射线以及大气切仑科夫光探测等科学研究中,都需要使用到大面积的光电探测。由于THGEM厚型气体电子倍增器具有高增益、快时间响应(ns级)、高计数率、多路读出方便、可大面积制作、结构简单便于光阴极设计等特点,我们提出了基于THGEM的气体光电倍增管的研究。. 我们首先进行了THGEM膜的制作工艺研究。目前我们已经开发出了阻性黑化工艺,整板微蚀工艺,电化学工艺以及覆膜腐蚀工艺等不同工艺来实现不同RIM大小的THGEM制作,并申请了3项发明专利,成功实现了30cmX30cm大面积的THGEM膜制作。同时我们对阳离子回流进行了系统研究,研究结果发现使用层叠结构的THGEM并进行配置工作电压的优化,能够有效的抑制阳离子回流效应,目前已经实现能够将阳离子回流压制到1~2%的水平。此外我们采用150微米的小孔径THGEM,对其空间分辨进行了研究。研究结果发现采用数字读出时,空间分辨能够达到170微米,而采用电荷读出时,在一维狭缝上能够达到约50微米的空间分辨。在此基础上,我们利用GASTONE电子学读出芯片,自主开发了512路读出电子学,完成了THGEM在X光下的成像研究。我们设计了密闭探测器,并对THGEM在密闭探测器中的性能进行了测试研究,研究发现探测器增益与密闭腔室中的气压成反比,并且能够在一个月长期密闭环境中稳定工作。基于此密闭探测器,我们使用钾铯双碱光阴极,研究了光阴极的蒸镀工艺。本项目的研究成果可直接运用于大气切伦科夫光探测、空间高能天体望远镜及其他方面的成像等。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI: --
发表时间: 2014
期刊: Chinese Physics Letters
影响因子: 3.5
作者: [周晓康, 刘倩]
通讯作者: 刘倩
DOI: --
发表时间: 2014
期刊: 核电子学与探测技术
影响因子: --
作者: [张强, 常洁, 李敏, 汪晶]
通讯作者: 汪晶
A successful application of thinner-THGEMs
稀释剂-THGEM的成功应用
DOI: 10.1088/1748-0221/8/11/c11008
发表时间: 2013-11
期刊: Journal of Instrumentation
影响因子: 1.3
作者: [Zhang, Q., Chang, J., Lie, M., Wang, J.]
通讯作者: Wang, J.
DOI: --
发表时间: --
期刊: 核电子学与探测技术
影响因子: --
作者: [黄文谦, 刘倩]
通讯作者: 刘倩
共 7 条
    低温纯碘化铯晶体探寻CSNS中微子与原子核相干散射的技术研究
    • 批准号:
      12575201
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      54.00万元
    • 批准年份:
      2025
    • 负责人:
      刘倩
    • 依托单位:
    混合型微结构气体切伦科夫探测器研究
    • 批准号:
      12175241
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      60万元
    • 批准年份:
      2021
    • 负责人:
      刘倩
    • 依托单位:
    基于THGEM的切伦科夫粒子鉴别探测器研究
    • 批准号:
      U1732266
    • 项目类别:
      联合基金项目
    • 资助金额:
      220.0万元
    • 批准年份:
      2017
    • 负责人:
      刘倩
    • 依托单位:
    基于THGEM的TPC读出研究
    • 批准号:
      11575193
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      82.0万元
    • 批准年份:
      2015
    • 负责人:
      刘倩
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金