基于印刷线路板技术的复合气体探测器

将当前先进的PCB加工技术用于制作微条气体探测器(MSGC),并结合微电子加工技术制作电子倍增器(GEM),可以制作性能优越价格低廉的复合式位置灵敏探测器.论文从气体探测器工作原理出发,分析了各种类型气体探测器的优缺点,并根据当前国内的微电子加工技术,设计制作了MS-GC+ GEM复合式气体探测器.随着PCB精加工技术的进步,性能更优越可靠、更易加工的气体探测器很快将问世.     

基于APV25读出电子学系统的GEM探测器的位置分辨与X射线成像研究

采用3层GEM膜制作了有效面积为10 cm×10 cm的GEM探测器,该探测器采用二维条读出方式,条间距为400 μm,每个维度有256个读出通道。探测器的读出采用APV25读出电子学系统,根据GEM探测器的需要,设计并改进了电子学系统使用的背板连接器。实验测得GEM探测器空间分辨为76 μm。进行了X射线二维成像研究,获得了清晰的二维图像,探测器与电子学运行稳定可靠。     

用于GEM探测器的电容积分式读出芯片的研究

介绍了GEM探测器阵列结构的一种读出方案,重点介绍了该读出方案中开关阵列芯片的设计.主要内容包括PAD前端读出电子学结构,开关电容阵列结构工作原理,开关阵列芯片设计,文章的最后给出了芯片测试结果.该10通道开关电容阵列芯片可以扩展为更多的通道,以满足更大规模的GEM探测器的阵列方式读出需要.     

四通道低噪声GEM探测器前端读出ASIC设计

介绍了一种用于多层GEM探测器的低噪声前端读出ASIC芯片.针对CEM探测器输出信号特点,设计了电荷灵敏放大器、极零相消电路和准高斯成形电路,并对其噪声指标、成形时间等设计指标等参数进行分析.     

大面积GEM膜制作方法研究

正近年来气体电子倍增器(GEM)成为新一代微结构气体探测器的主要发展方向,在国际上得到迅速发展。作为整个GEM探测器的核心的大面积GEM膜研制,在我国微结构探测器研究领域有着重要需求。目前我国参加的重大国际合作CERN LHC上ALICE实验和JLab 12GeV升级SoLID谱仪的建设都将用到GEM探测器。通过与CERN合作,掌握了制作大面积GEM膜的关键技术,确定研制大面积GEM膜需解决的关键问题,包括如何实现GEM膜制作过程中从掩膜板到GEM原膜精确的图像转移和如何实现大面积GEM膜的均匀性。并由此确定GEM膜制作的     

16通道GEM探测器前端读出ASIC的设计

介绍了用于GEM(Gas Electron Multiplier)探测器读出的ASIC芯片GEMROC(GEM ReadoutChip)的设计.该芯片采用Chartered 0.35μm 2P4M CMOS工艺,单片集成16个读出通道,每个通道包括电荷灵敏前放(CSA)、CR-(RC)2成形电路和驱动电路.增益和成形时...     

应用于气体电子倍增器的电子学板研制

气体电子倍增器(GEM)电子学板(GEB)在大面积GEM探测器系统中起重要作用。为满足大面积GEM探测器系统中高速电子学信号的传输、实现电磁屏蔽及为前端电子学提供电源等需求,本文设计了8层结构的GEB,并对该GEB原型进行了电气性能、机械兼容性、信号传输和噪声测试。测试结果显示,本文所设计的GEB在320 Mb/s信号传输速度下的误码率小于10~(-13),在保证信号高速性和完整性的基础上能成功传输前端电子学信号;通过采用叠层对称式设计克服了大面积GEB生产时弯曲程度高的困难,生产的GEB原型弯曲高度降低了2/3,平均弯曲高度为1 mm,增强了前端电子学在探测器系统中的运行稳定性。     

GEM探测器高速数据采集系统设计

介绍了基于以太网的GEM探测器高速数据采集系统的设计。该系统将GEM探测器输出的电荷信号转换为数字信号并写入FPGA进行分析和处理,处理后的数据通过千兆以太网进行传输。主机电脑接收以太网传输的电荷信号的位置信息,绘制电荷信号的位置分布图。实验测试表明:该系统能检测到探测器输出的位置信息并绘制出X射线信号的位置分布图。     

应用于气体电子倍增器的电子学板研制

气体电子倍增器（GEM）电子学板（GEB）在大面积GEM探测器系统中起重要作用。为满足大面积GEM探测器系统中高速电子学信号的传输、实现电磁屏蔽及为前端电子学提供电源等需求，本文设计了8层结构的GEB，并对该GEB原型进行了电气性能、机械兼容性、信号传输和噪声测试。测试结果显示，本文所设计的GEB在320 Mb/s信号传输速度下的误码率小于10^-13，在保证信号高速性和完整性的基础上能成功传输前端电子学信号；通过采用叠层对称式设计克服了大面积GEB生产时弯曲程度高的困难，生产的GEB原型弯曲高度降低了2/3，平均弯曲高度为1 mm，增强了前端电子学在探测器系统中的运行稳定性。     

GEM探测器数据采集系统设计

介绍了重心读出GEM位置灵敏气体探测器中,基于USB2.0总线的数据采集电子学设备的设计及实现.采用CYPRESS公司CY7C68013A微通讯控制器、高速ADC芯片和现场可编程芯片组成的电路板,实现了数据的高速采集、高速缓存和高速串行传输.采集速率达到20 MByte/s,满足了探测器对数据采集和传输的要求.     

Application of CMOS charge-sensitive preamplifier in triple-GEM detector

1 Introduction With novel materials and advanced technique of printed circuit board (PCB) and micro-electronics be- ing used in MPGD, over the past two decades, great progress has been made in MPGD[1], and as a new type of MPGD, the GEM[2] detector was developed during the late 1990s. Standard GEM from CERN is a thin, two-side copper-coated Kapton foil, perforated with a high density of holes etched using a photolitho- graphic process. The diameter of these holes is about 70 μm (ext…     

A study of gas electron multiplier

A new kind of gas detector based on gas electron multiplier (GEM) is studied for X-ray imaging of high luminosity. A single-GEM device is designed to test the prnperty of GEM foil ,The effective gain and counting capability of a double-GEM detector are measured by an X-ray tube with Cu target. An initial X-ray imaging experiment is carried out using a triple-GEM detcctor and the position iesolution of less than 0.1mm is achieved. The 3D distribution of electrostatic field of GEM mesh is also presented.     

GEM探测器基线值获取和数据零压缩阈值的设定

针对X射线成像GEM探测器,分析了3种基线值获取方法,给出零压缩阈值的最佳设定方法。测试结果表明,采用文中方法给出的零压缩阈值对数据进行零压缩可有效提高数据的有效利用率,从而提高探测器的计数率。在相同时间内,统计量大大提高,也有效改善了探测器的二维成像质量。     

Simulation of a new hybrid MPGD with improved time resolution and decreased discharge probabilities using Garfield++

In this work,a new hybrid MPGD consisting of two GEM foils and a metallic mesh was proposed.Based on the simulation studies,this design can significantly reduce the rise time of signal and has a better performance in respect of particle identification compared with the triple GEM design.The gain with various voltages setting was computed in order to provide us references for future experiment.The simulation results also show that the time and space resolution compared to the triple GEM detector are also improved.The time and space resolution of hybrid detector with Ar/CO2(70/30) and Ar/isobutane(95/5) were investigated for various drift electric field intensities.This new hybrid detector shows excellent potential for both fundamental research and imaging applications.     

两级放大的气体位置灵敏探测器

介绍了近年来所出现的几种两级联合新型气体位置灵敏探测器。在很安全的电压下,不出现打火或电荷堆积就可以实现高计数率下的高增益。     

大面积GEM中子探测器高计数率读出电子学系统研制

研制并测试了GEM中子探测器的512通道高计数读出电子学系统，以满足中国散裂中子源高效率、高分辨、高通量二维位置灵敏中子探测器的需求。系统以Kintex-7 FPGA作为系统控制和数据分析的核心，使用8块AS20Board前端芯片对灵敏面积为200 mm×200 mm的探测器的两个维度的信号进行读出，读出通道为256×256。读出数据经FPGA分析后通过千兆以太网传输至计算机显示。计算机可通过千兆以太网发送配置指令对前端采样电路和FPGA算法进行配置。系统与探测器组装后在中子束流实验中测得系统最高瞬时计数率为（1.2±0.1）×106 s^-1，系统运行稳定，受噪声干扰小。