小PMT分压器优化及波形频谱分析

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随着中微子的发现,对中微子的研究热潮逐渐兴起并深入发展。自从1956年雷因斯和柯万发现中微子以来,科学家在中微子领域逐渐取得各种显著成果,正逐步揭开这种粒子的神秘面纱。当前中微子的研究是粒子物理学中最为活跃的分支之一,存在着很多难解之谜,这可能会成为超出标准模型的新物理的突破口,因此全世界科学家都在为研究中微子努力奋斗着。大亚湾中微子实验项目是我国进行探索中微子奥秘的一项科学实验项目,这项实验是为了精确测量自然界中最基本的未知参数—中微子混合角13,国际上曾经开展过十多个反应堆中微子实验。在进行大亚湾实验的同时,我国又进行了第二个中微子实验项目即江门中微子实验,江门中微子实验的目的是确定电子中微子、缪子中微子和陶子中微子的质量顺序,精确测量中微子6个振荡参数中的3个,并达到并好于1%的国际最好水平[1]。江门中微子实验选址于广东江门开平市一带,这里有距离两个较近的核电站,阳江核电站和台山核电站,来自反应堆中的中微子在此处振荡效应最明显,同时山体也能屏蔽一定的宇宙射线的影响。江门中微子实验是从2014年开始建设的,预计在2021年建成,实验计划使用18000个20英寸的光电倍增管和26000个3英寸光电倍增管,这些将构成实验的核心探测器,探测捕捉到中微子反应的信号。光电倍增管需要使用分压器和电子学进行测量,本文主要讨论3英寸光电倍增管的分压器设计以及优化改进,提高分压器的可靠性以及稳定性,并形成设计标准。设计出的分压器要经过测试,检验是否会出现spark、flasher自发光现象以及寻找方法如何降低flasher发光现象,使之最终达到实验的使用要求。同时本文将详细讨论分压器分压比对海南展创3英寸光电倍增管的渡越时间分散(TTS)的影响情况,最终确定实验中使用的分压比,由于光电倍增管在使用过程中会出现老化的情况,其各种性能参数会出现变化,本文同时讨论介绍对北方夜视公司和日本滨松公司的20英寸光电倍增管的老化测试,讨论随着老化测试的进行其性能如何进行变化,同时测试能否通过某些方法恢复其测试前的部分或者全部性能参数。并且将介绍日本滨松公司的光电倍增管增益的两种描述方法,对比测试在不同光强下,滨松光电倍增管增益的偏差情况,并且最终确定使用哪种方法进行描述。
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