博士论文-MicroMegas探测器的研制及性能研究 The study of microMegas
文献类型：学位论文
| 作者 | 范胜男 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2013 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 陈元柏 |
| 关键词 | 微网结构气体探测器 Bulk工艺 X射线 打火抑制 同步辐射 |
| 学位专业 | 粒子物理与原子核物理 |
| 中文摘要 | MicroMegas探测器作为一种新型的微结构气体探测器，自上世纪90年代发明以来，由于其出色的性能，在高能物理实验领域得到广泛的研究和应用。高能物理所跟踪最新的研究进展，开展了基于Bulk工艺的MicroMegas探测器的自主研究工作。 本论文针对同步辐射X射线探测器应用需求，进行了有效面积200mm200mm MicroMegas的探测器研制和打火抑制研究工作。首先结合ANSYS和Garfield程序包对探测 器进行了模拟研究，优化了探测器的结构参数、雪崩网规格、工作电压、工作 气体和读出电极尺寸等条件。对于MicroMegas探测器大面积研制问题，根据现有设备，作者提出了三方面的工艺改进。最终使探测器有效探测面积做到了200mm200mm，探测器表面均匀性达到90%以上，最高增益为104，最佳能量分辨率约为17.7%（FWHM）。 针对MicroMegas探测器的打火问题，作者独立提出了两种可行性方案。 一种方案是在雪崩网上方加一层GEM膜作为预放大。这种探测器既克服了级联GEM探测器最下层GEM膜承受较高的电子倍增压力，容易造成打火损伤GEM膜自身的问题；又解决了MicroMegas探测器为提高增益升高电压，引起雪崩区局部打火造成后续电子损坏的问题。实验结果显示GEM-MM探测器增益能达到106，在相同的增益下，较标准MicroMegas探测器具有更加稳定的 工作状态和更长的稳定工作时间，打火率能降低近100倍。另一种方案是采用 阻性读出的方法，在读出电极表面依次粘贴绝缘膜和锗膜，研制了单晶锗阻性 探测器并对读出信号、电荷积累、打火率等问题进行了研究。实验结果表明单 晶锗阻性探测器在增益为105时仍能稳定工作，最佳能量分辨率为15% 。相较于标准探测器，同增益下打火率能降低100倍。 基于MicroMegas探测器在同步辐射束流上的应用，将GEM-MM探测器和MciroMegas在北京同步辐射装置1W2B实验站上进行了实验测试。研究了在不同气体下，探测器的能量响应随束流能量（6keV到20keV）的变化。结果表明GEM-MM比标准MicroMegas探测器在同步辐射束流上的应用更有优势。 |
| 学科主题 | 粒子物理与原子核物理 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2016-02-25 |
| 源URL | [http://ir.ihep.ac.cn/handle/311005/209373]  |
| 专题 | 实验物理中心_学位论文和出站报告 |
| 作者单位 | 中国科学院高能物理研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 范胜男. 博士论文-MicroMegas探测器的研制及性能研究 The study of microMegas[D]. 北京. 中国科学院大学. 2013. |
入库方式： OAI收割
来源：高能物理研究所
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