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1、大面积THGEM及应用成像研究,刘宏邦 刘倩 中国科学院大学,1,Outline,THGEM 大面积THGEM研制 THGEM 性能研究 THGEM应用成像研究 同步辐射X-ray 衍射仪 ASIC数字读出成像初步研究 表面污染监测仪,2,3,THGEM,易于制造维护、清洁要求较GEM低、级联使用方便、相对价廉等优点 THGEM在亚mm空间分辨的粒子径迹测量上有极大的优势 在未来加速器对撞机升级中，THGEM可应用于LHC的子探测器升级，ILC的取样型量能器； 用于双相暗物质探测器液氙LXe闪烁光探测； 用于单光子成像，例如：环形成像切伦科夫探测器（RICH）； 用于中等分辨率、快速（ns）的
2、X射线和中子成像等。,Typical parameters: Thickness t = 0.4 - 3 mm Hole diameter d = 0.3 - 1 mm Pitch a = 0.7- 7 mm,Chechik et al. NIM A535 (2004) 303,2004 由 A. Breskin 等人发明 采用标准PCB生产工艺制作,大面积THGEM研制,Global etching techniques,510 m rim Easy to make large THGEM,3030cm,205,000 holes 4 days drilling,共制作5批次，80张THGE
3、M膜 型号： 55cm2， 1010cm2 （t=0.2 mm, d=0.2 mm, p=0.5 mm） 1010cm 2，2020cm2 （t=0.3 mm, d=0.3 mm, p=0.7 mm）,4,THGEM 性能研究,8 Hours Gain Stability,55cm2,1 month Gain Stability,不同气体中薄型THGEM的增益曲线,Energy resolution 15.9% Gain = 3700 Ar/iC4H10(97/3),5,增益均匀性,薄型THGEM增益均匀性较好，均匀性误差小于5%,铜靶X光管,二维移动平台,2020cm2 THEGM腔室,6,
4、高计数率THGEM性能研究（I）,电离模式测量X-ray计数率,1MHz/cm2,7,高计数率THGEM性能研究（II）,8,THGEM 质量检测,四路高压控制 + nA电流读出 THGEM的粗略判断标准 (厚度200um) V 600V Ar/iC4H10 97/3，5min内无放电 V 1600V N2 ，5min内无放电,9,THGEM应用成像研究,10,11,11,BSRF 漫散射实验站,X-ray energy：8.05keV，13.9 keV photons/s：1x1011 8.05keV,THGEM同步辐射X射线衍射仪,平面型气体探测器像差（Parallax error）示意图
5、, s. d. Pinto NSS/MIC, 2009 IEEE,粉末晶体的X射线衍射线空间方位与晶体结构相关,衍射仪设计,弱电流读出板 电流范围：10 pA-900nA 采样率：1kHz,设计指标： 半径: 20cm 读出条: 320路 条宽： 0.4mm 条间距： 0.5mm 接收角度 48 角分辨 0.2,12,衍射样品,X射线通过粉末晶体样品后，在特定的角度处产生衍射线 查表得到TiO2粉末晶体在铜靶K1线照射下产生衍射峰位如右图所示 其中最强衍射峰在25.355处,13,测量结果,14,弧形THGEM探测器在同步辐射大分子实验站测量 电子学128路，弧形半径20cm，覆盖角度19.2
6、 探测器空间分辨率 =0.1480.081 优于设计指标0.2 ,ASIC读出成像初步研究,CARIOCA,GASTONE 数字读出前放板,CRIOCA FEE,微孔,THGEM,FPGA,15,表面污染监测仪,16,初步结果,17,90Se 能谱 v=610V,利用整版微蚀方法实现最大面积3030cm2 THGEM 的制作，THGEM性能良好，能量分辨达到15.9%，单层增益 104，稳定性、增益均匀性等性能良好，很好地满足THGEM的应用需求。 在BSRF生物大分子站兼容模式进行TiO2衍射实验，观察到原初束线(1012 photons/s)和衍射峰信号, 角分辨率=0.1480.081 利用ASIC数字读出芯片进行16路THGEM成像初步研究 利用THGEM+电阻网络阳极进行表面污染监测仪初步研究,结论,18,谢谢!,19,
