HIRFL—CSR外靶终端上硅微条探测器阵列的搭建.pdf

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1、第31卷第1期原子核物理评论Vo1．31，NO．12014年3月NuclearPhysicsReviewMar．，2014文章编号：1007—4627(2014)0l一0063—06HIRFL—CSR外靶终端上硅微条探测器阵列的搭建汪鹏飞。，李占奎，李海霞，章学恒，赵兴文。，王秀华，谭继廉，刘凤琼，李荣华，王柱生，陈翠红，杨磊，祖凯玲，戎欣娟，李春艳，卢子伟f1．中国科学院近代物理研究所，兰州1730000；2．中国科学院大学，北京1000491摘要：硅微条探测器因具有很强的位置分辨率与能量分辨率而在世界各大核

2、物理实验室得到广泛应用。中国科学院近代物理研究所研制了性能优越、位置精度达到0．5ram~0．5mm的双面硅微条探测器，用于HIRFL—CSR的外靶实验终端谱仪(ETF)上，用作径迹测量以及AE—E望远镜系统△E的探测。硅微条探测器体积小、集成度高，利用柔性印刷电路板(FPCB)引出信号，配合ASIC芯片的前端电路，能够方便地给出每一条的能量信息和位置信息。在此详细阐述了在HIRFL—CSR的ETF上双面硅微条探测器阵列的搭建，并测量了放射源在真空中探测单元的能量分辨本领。结果表明，该硅条探测器的每个探测单元对

3、5～9MeV能量的Ⅸ粒子的能量分辨率在1％左右。关键词：硅微条探测器阵列；前端ASIC；柔性印刷电路板；能量分辨率中图分类号：O571．1；0572．21+2文献标志码：ADOI：10．11804／NuclPhysRev．31．01．0631引言信息，来确定合成核是否为目标核[。-7]。硅微条探测器制作工艺复杂，造价昂贵。有鉴于随着高能物理与原子核物理研究的不断深入，实此，中国科学院近代物理研究所固体探测器研究组验精度要求越来越高，可测量的角度范围也越来越白行研制了实验所需的硅微条探测器，并成功应用大，因此要求

4、有更多的单元探测器，且每个探测单于HIRFL—CSR的外靶终端谱仪(ETF)中，以实现径元的面积尽可能地小，满足这些要求的硅微条探测迹测量和粒子鉴别。器也就应运而生。硅微条探测器具有很好的能量分硅微条探测器体积小、通道数目多、集成度高，辨能力和位置分辨能力，近年来一直用在天体物理、采用传统的插件化NIM前端电子学占用空间大，造高能物理和实验核物理的实验装置上，在核医学、价太高，难以满足其高密度同步数据量的采集与工业检测等方面也得到广泛应用。世界上各大高能分析。而ASIC(Application-Specific

5、IntegratedCir—物理实验室常将硅条探测器用作带电粒子径迹重建cuit)芯片体积小，单片读取通道数多，已经成为当的顶点探测器和径迹探测器，如：美国FERMILAB前世界上大型谱仪的主流前端电子学。本文将重点介的CDF和DO，SLAC的BarBar，欧洲CERN的L3、绍HIRFL．CSRETF上以ASIC芯片为前端电子学的ALEPH、DELPHI和OPAL，德国的HERA、HERB双面硅微条探测器阵列的搭建，并实验测量了其探测等【卜4。。俄罗斯Dubna的JINR在天体物理研究中也单元的能量分辨本领。

6、曾采用硅微条探测器组建了望远镜系统来实现低能和中能带电粒子的鉴别和能谱探测I引。在超重核合成2硅微条探测器原理及结构的冷熔合实验中，硅微条探测器又常被用作余核探测器，通过探测余核级联衰变粒子的时间、位置及能量硅微条探测器在工作时处于全耗尽状态，其总输收稿日期：2013—03一Ol；修改日期：2013—04—15基金项目：国家自然科学基金资助项目(11175223)作者简介：汪鹏飞(1987一)，男，江苏省海安人，硕士研究生，从事粒子物理与原子核物理研究；E—mail：wonperfee@gmail．com通信作

7、者：李占奎，E—mail：lizhankui@impcas．ac．ca。．68·原子核物理评论第31卷703．(inChinese)试fD1．兰州：中国科学院近代物理研究所，2011：43—61．)(谭继廉，靳根明，段利敏，等．核电子学与探测技术，2006，HEIMUTHS．SemiconductorDetectorSystems[M]．New26(6)：703．)York：OxfordUniversityPress，2005：315388．HANLixiang．DevelopmentofSiliconMicr

8、o—stripDetec—QIANYi．StudyofPront—EndElectronicsfortheExperi—tor[D】Lanzhou：InstituteofModernPhysicsofCAS，mentDetectionDeviceinCSR『D1．Lanzhou：Instituteof2011：7193(inChinese)ModernPhysicsofCAS，2008