搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

环形正负电子对撞机带电粒子鉴别的飞行时间探测器

牟家连 吕军光 孙希磊 兰小飞 黄永盛

牟家连, 吕军光, 孙希磊, 兰小飞, 黄永盛. 环形正负电子对撞机带电粒子鉴别的飞行时间探测器. 物理学报, 2023, 72(12): 122901. doi: 10.7498/aps.72.20222271
引用本文: 牟家连, 吕军光, 孙希磊, 兰小飞, 黄永盛. 环形正负电子对撞机带电粒子鉴别的飞行时间探测器. 物理学报, 2023, 72(12): 122901. doi: 10.7498/aps.72.20222271
Mou Jia-Lian, Lü Jun-Guang, Sun Xi-Lei, Lan Xiao-Fei, Huang Yong-Sheng. Time of flight detector for charged particle identification based on circular electron-positron collider. Acta Phys. Sin., 2023, 72(12): 122901. doi: 10.7498/aps.72.20222271
Citation: Mou Jia-Lian, Lü Jun-Guang, Sun Xi-Lei, Lan Xiao-Fei, Huang Yong-Sheng. Time of flight detector for charged particle identification based on circular electron-positron collider. Acta Phys. Sin., 2023, 72(12): 122901. doi: 10.7498/aps.72.20222271

环形正负电子对撞机带电粒子鉴别的飞行时间探测器

牟家连, 吕军光, 孙希磊, 兰小飞, 黄永盛

Time of flight detector for charged particle identification based on circular electron-positron collider

Mou Jia-Lian, Lü Jun-Guang, Sun Xi-Lei, Lan Xiao-Fei, Huang Yong-Sheng
PDF
HTML
导出引用
  • 环形正负电子对撞机(circular electron-positron collider, CEPC)通过dE/dx的测量进行长寿命带电粒子的鉴别, 要求对$\mathrm{d}{E} / \mathrm{d}{x}$的测量达到约3%的精度. 但$\mathrm{d}{E} / \mathrm{d}{x}$的测量对带电粒子$\pi / \rm{K}$, $\pi / \rm{P}$$\rm{K} / \mathrm{P}$各有一个分辨盲区, 对应的横动量分别为1 GeV/c, 1.6 GeV/c 和2 GeV/c. 一种解决方案是采用高精度飞行时间(time of flight, TOF)探测器填补分辨盲区, 探测器系统的时间分辨要求小于50 ps. 针对这一要求本文提出一种小颗粒飞行时间探测器, 具体方案为采用小块塑料闪烁体($1 \;\; \mathrm{cm} \times 1 \;\; \mathrm{cm} \times 0.3 \;\; \mathrm{cm}$)侧面耦合硅光电倍增管读出. 介绍了该探测器的构建以及利用${ }^{90} \mathrm{Sr} $电子准直源和高速波形采集电子学对该探测器的性能标定. 结果显示, 采用恒比定时法, 该探测器的时间分辨约为48 ps, 可以满足CEPC对飞行时间探测器的要求.
    The circular electron-positron collider (CEPC) requires a 3% precision in the measurement of dE/dx to identify long-lived charged particles. However, the measurement of dE/dx has a blind area for each of charged particles of $\pi / \rm{K}$, $\pi / \rm{P}$, and $\rm{K} / \rm{P}$, having transverse momenta of 1 GeV/c, 1.6 GeV/c, and 2 GeV/c respectively. One potential solution is to use a high-precision time-of-flight (TOF) detector with a time resolution of less than 50 ps to fill in the blind area. To address this, we propose a small particle TOF detector that uses small plastic scintillators ($1 \;\; \mathrm{cm} \times 1 \;\; \mathrm{cm} \times 0.3 \;\; \mathrm{cm}$) silicon photomultipliers for readout. In this work, we introduce the construction of the detector and calibrate its performance by using ${ }^{90} \mathrm{Sr} $ electron collimators and high-speed waveform acquisition electronics. Using a constant fraction timing method, we find that the time resolution of the detector is about 48 ps, satisfying the CEPC’s requirements for TOF detection.
      通信作者: 孙希磊, sunxl@ihep.ac.cn ; 兰小飞, lan-x-f@163.com
    • 基金项目: 国家重点研发计划(批准号: 2022YFB3503600)资助的课题
      Corresponding author: Sun Xi-Lei, sunxl@ihep.ac.cn ; Lan Xiao-Fei, lan-x-f@163.com
    • Funds: Projected supported by the National Key R&D Program of China (Grant No. 2022YFB3503600)

    环形正负电子对撞机(circular electron-positron collider, CEPC)[1]被称为未来的希格斯粒子(Higgs)工厂, Higgs粒子[2,3]于2012年在欧洲核子研究中心(european organization for nuclear research, CERN)被发现. 这个发现虽然进一步证明了标准模型[4]的完备性, 但是与之相关的物理问题并没有解决. CEPC在质心能量为240 GeV的条件下运行时, 正负电子对撞的主要过程为$ \mathrm{e}^{+} \mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{q} \overline{\mathrm{q}} $, $ \mathrm{W}^{+} \mathrm{W}^{-} $, evW, $ \mathrm{e}^{+} \mathrm{e}^{-} $Z, ZZ, ZH[5], 其中含有Higgs粒子产生的ZH过程占2.5%. 高精度的Higgs粒子质量[6]、电弱耦合常数、暗物质候选粒子[7,8]等一系列参数以及超出标准模型的新物理都需要新的实验测试和验证. CEPC的目标之一是将Higgs粒子质量的测量误差从5%降低到1%. CEPC作为Higgs工厂, 其多种探测器组成的谱仪, 在实现4π立体角覆盖、高精度的对撞顶点位置分辨、精确的粒子动量分辨以及高效的粒子鉴别能力后, 就能对所有中间矢量玻色子、Higgs、W和Z玻色子的衰变末态进行精确重建[9,10]. 在衰变末态的长寿命粒子(包括γ, $ \mathrm{e} $, μ, π, K, P, n)进入主径迹室之前, 这些粒子可能已经经历了多重的短寿命共振态衰变. 在对撞能区内包含已知的共振态约有280多个, 而中间共振态群则更多. 谱仪通过各层不同功能的探测器对末态长寿命粒子进行测量, 根据各种粒子的量子成分和物理守恒量原理对末态长寿命粒子的信息(中微子除外)进行分析和组合, 用来寻找未知的中间共振态. 其中一个重要的粒子鉴别功能是通过对带电粒子的$\mathrm{d}{E} / \mathrm{d}{x}$的测量进行的, 但$\mathrm{d}{E} / \mathrm{d}{x}$的测量对$ \pi / \mathrm{K} $, $ \pi / \mathrm{P} $$ \mathrm{K} / \mathrm{P} $的分辨分别在1 GeV/c, 1.6 GeV/c和2 GeV/c附近各有一个盲区. 针对这一问题, 同时为了实现位置分辨能力, 本文提出了小颗粒高精度飞行时间探测器方案.

    CEPC的基本结构类似圆桶状, 构成CEPC的探测器系统环绕着正负电子对撞区的束流管径向扩展排列, 从内向外的布局是顶点探测器(vertex detector, VXD)[11]、径迹探测器(track detector, Tracker)[12]、TOF探测器、电磁量能器(electromagnetic calorimeter, ECAL)、强子量能器(hadron calorimeter, HCAL)、超导磁体和μ探测器[13].

    径迹探测器涉及到长寿命带电粒子的鉴别(particle identification, PID) [14], 目前有两个方案: 时间投影室(time projection chamber, TPC)方案[15,16]; 硅径迹探测器(Si-tracker)加上气体漂移室(gas drift chamber, DC)的混合方案[17]. 这两个方案都给出带电粒子的电荷、在磁场内的径迹探测(空间点精度100 μm)和动量精度(0.1%). 第一个方案拟采用220层读出信号, 测量$\mathrm{d}{E} / \mathrm{d}{x}$的精度大约在4.2%的水平, 第二个方案测量$\mathrm{d}{E} / \mathrm{d}{x}$的精度可能接近5% 的水平. 图1[18]为在$\mathrm{d}{E} / \mathrm{d}{x}$测量精度为4.2%和$\mathrm{d} {E}/ \mathrm{d}{x}$测量精度为3%的情况下, 两带电粒子在不同动量下的分辨程度. 对于末态带电粒子的鉴别来说, 理想的目标是末态粒子的动量达到60 GeV/c也能进行分辨. 带电粒子鉴别能力的提高, 能帮助我们确定带电粒子的种类, 从而可提高多级共振态组合分析的置信度.

    图 1 依据不同带电粒子$\mathrm{d}{E} / \mathrm{d}{x}$信息算得两带电粒子间的分辨程度S和横动量的关系, 实线代表$\mathrm{d}{E} / \mathrm{d}{x}$测量精度为4.2%, 虚线代表$\mathrm{d}{E} / \mathrm{d}{x}$测量精度为3%, 图中曲线依据碳材料的电离能损计算得到\r\nFig. 1. Based on the $\mathrm{d}{E}/ \mathrm{d}{x}$ information of different charged particles, the relationship between the resolution of S and the transverse momentum of charged particles is calculated. The solid and dashed line represent the dE/dx  resolution of 4.2% and 3%, respectively. The curve in the figure is calculated based on the ionization energy loss of carbon material
    图 1  依据不同带电粒子$\mathrm{d}{E} / \mathrm{d}{x}$信息算得两带电粒子间的分辨程度S和横动量的关系, 实线代表$\mathrm{d}{E} / \mathrm{d}{x}$测量精度为4.2%, 虚线代表$\mathrm{d}{E} / \mathrm{d}{x}$测量精度为3%, 图中曲线依据碳材料的电离能损计算得到
    Fig. 1.  Based on the $\mathrm{d}{E}/ \mathrm{d}{x}$ information of different charged particles, the relationship between the resolution of S and the transverse momentum of charged particles is calculated. The solid and dashed line represent the dE/dx resolution of 4.2% and 3%, respectively. The curve in the figure is calculated based on the ionization energy loss of carbon material

    $ \pi / \mathrm{K} $, $ \pi / \mathrm{P} $, $ \mathrm{K} / \mathrm{P} $的分辨各有一个盲区, 对应的横动量分别约为1 GeV/c, 1.6 GeV/c (未标出)和2 GeV/c, 如图1所示. 为了填补分辨盲区, 需要一个有效的TOF探测器来提高带电粒子之间的分辨能力. 结合径迹探测器测得的带电粒子的动量和飞行径迹长度, TOF探测器可测量带电粒子的飞行时间, 可有效鉴别π, K, P的种类. 相同横动量下质量不同的两个带电粒子的飞行时间差可表示为

    $$ \begin{array}{*{20}{l}} t_2-t_1=\left(\dfrac{L}{c}\right)\left(\dfrac{m_2^2-m_1^2}{p^2}\right)\left(\dfrac{\beta_1 \beta_2}{\beta_1+\beta_2}\right), \end{array} $$ (1)

    其中, L为飞行长度, c为光速, p为横动量, $ m_i $为质量, $ \beta_i= p / \sqrt{p^2+m_i^2} $为速度.

    TOF探测器的设计直径约为180 cm. 在磁场为3 T时, 带电粒子横动量只有超过约800 MeV/c 才可以穿出Tracker进入到TOF 探测器. 对$ \pi / \mathrm{K} $, $ \pi / \mathrm{P} $, $ \mathrm{K} / \mathrm{P} $的分辨, $ \mathrm{K} / \mathrm{P} $对应的横动量要求最高, 需要覆盖到3 GeV/c, TOF探测器系统的时间分辨要求小于50 ps, 其中包含了时间起点和时间终点, 如图2所示. 时间起点由加速器束流提供, 精度约为30 ps. 用S表示两带电粒子之间的分辨程度, 以π, K为例, 以$\mathrm{d}{E} / \mathrm{d}{x}$信息鉴别粒子的分辨程度为

    图 2 TOF探测器分辨能力和带电粒子横动量的关系 (a) $ \pi / \mathrm{K} $分辨; (b) $ \mathrm{K} / \mathrm{P} $分辨\r\nFig. 2. Relationship between TOF detector resolution and transverse momentum of charged particles: (a) $ \pi / \mathrm{K} $ resolution; (b) K/P resolution
    图 2  TOF探测器分辨能力和带电粒子横动量的关系 (a) $ \pi / \mathrm{K} $分辨; (b) $ \mathrm{K} / \mathrm{P} $分辨
    Fig. 2.  Relationship between TOF detector resolution and transverse momentum of charged particles: (a) $ \pi / \mathrm{K} $ resolution; (b) K/P resolution
    $$ \begin{array}{*{20}{l}} S_{{\rm{d}} E / {\rm{d}} x}=\dfrac{\left|\left(\dfrac{{\rm{d}} E}{{\rm{d}} x}\right)_\pi-\left(\dfrac{{\rm{d}} E}{{\rm{d}} x}\right)_{\rm{K}}\right|}{\left(\sigma_\pi+\sigma_{\rm{K}}\right) / 2}; \end{array} $$ (2)

    以飞行时间信息鉴别粒子的分辨程度为

    $$ \begin{array}{*{20}{l}} S_{{\rm{T O F}}}=\dfrac{\left|T_\pi-T_{\rm{K}}\right|}{\left(\Delta T_\pi+\Delta T_{\rm{K}}\right) / 2}, \end{array} $$ (3)

    其中$\left(\dfrac{{\rm{d}} E}{{\rm{d}} x}\right)_\pi$, $\left(\dfrac{{\rm{d}} E}{{\rm{d}} x}\right)_{\rm{K}}$$ \sigma_\pi $, $\sigma_{\rm{K}}$代表π, K的$\mathrm{d}{E} / \mathrm{d}{x}$ 平均测量值和相应的分辨率. $ T_\pi $, $T_{\rm{K}}$$ \Delta T_\pi $, $\Delta T_{\rm{K}}$代表π, K的飞行时间值和相应的时间分辨. 实验要求粒子对应横动量的双带电粒子分辨率接近$ 2 \sigma $(准确度为95.45%), 对应的$S_{{\rm{d}} E / {\rm{d}} x} \sim 4\sigma_ {\mathrm{d}{E} / \mathrm{d}{x}}$$S_{{\rm{T O F}}} \sim 4 \sigma_{{\rm{TOF}}}$.

    TOF探测器的设计方案应满足空间(厚度)小和尽量不影响ECAL[19]γ的测量, 目前没有成熟的TOF探测器方案. 一种可能的解决方案是采用低增益雪崩探测器(low gain avalanche detector, LGAD), 此方案满足时间分辨小于50 ps和单元尺寸小(mm 级)的要求. 但是LGAD方案需要数量巨大的读出通道, 导致电子学的造价昂贵. 本文提出另外一种探测器方案, 具体结构为基于结合硅光电倍增管(silicon photomultiplier, SiPM)读出的小颗粒塑料闪烁体, 塑料闪烁体尺寸为$ 1 \mathrm{\; cm} \times 1 \rm{\; cm} \times 0.3 \rm{\; cm} $, 侧面耦合SiPM (EQR15 11-3030D-S)阵列. 在实际的工程化安排中, TOF探测器采用双层交错结构, 加上大面积灵敏的塑料闪烁体, 探测器之间可以相互覆盖组装的死区间隙, 使得测量的有效面积达到80%, 提高了实验的探测效率.

    TOF探测器模块由两块相同的塑料闪烁体(BC-408)[20]和两个[$ 3 \times 3 $] SiPM阵列所组成, 单个SiPM的有效面积为$3\;{\rm{ mm}} \times 3 \rm{\; mm}$, 微单元尺寸为$10\; \text{µ}\rm{m}\times 10 \;\text{µ}\rm{m}$, 如图3所示.

    图 3 (a)塑料闪烁体; (b) NDL SiPM 3 × 3阵列\r\nFig. 3. (a) Plastic scintillator; (b) NDL SiPM 3 × 3 array
    图 3  (a)塑料闪烁体; (b) NDL SiPM 3 × 3阵列
    Fig. 3.  (a) Plastic scintillator; (b) NDL SiPM 3 × 3 array

    塑料闪烁体包裹的反射膜为镀铝薄膜[21], 塑料闪烁体侧面和SiPM之间用硅油耦合. 两个塑料闪烁体平行贴合排列, 单个塑料闪烁体侧面有效耦合3个SiPM, 耦合面积为$ 3\;{\rm{mm}} \times 9 \; \rm{mm} $. 实验方案是在两层塑料闪烁体上方放置$ { }^{90} \mathrm{Sr} $电子准直源(孔径2 mm), 利用能量大于1.5 MeV (最大能量2.28 MeV)的电子穿过两块闪烁体. 实验示意图如图4所示. 实验中, 单个SiPM 阵列放大倍数为19 倍, 将9个SiPM的信号求和, 通过单路SMA (SubMiniature version A)连接器输出信号. 波形信号收集系统为示波器(Tektronix DPO 7054 C)和信号数字化仪(CAEN DT5751). 高时间精度示波器的采样率为20 GS/s, 即每隔50 ps采样一次. DT5751采样率为1 GS/s, 即每隔1 ns采样一次.

    图 4 颗粒状TOF探测器测试系统\r\nFig. 4. Test system of granular TOF detector
    图 4  颗粒状TOF探测器测试系统
    Fig. 4.  Test system of granular TOF detector

    实验中, 上层塑料闪烁体波形信号通道为CH1, 下层塑料闪烁体为CH2, 只有两路同时有信号才会被采集. 实验通过DT5751采集波形数据, 首先测量了宇宙射线在TOF探测器上的能量沉积并进行了能量刻度. 塑料闪烁体的宇宙射线最小电离能损为2 MeV/cm, 实验中使用的塑料闪烁体的厚度为3 mm, 计算得到平均峰位对应约600 keV. 塑料闪烁体信号较快脉冲波形底宽约100 ns, 所以积分时间窗口为500 ns. 通过处理波形数据得到了两通道的能谱和幅度谱(图5). CH1通道的能量分辨率为13.06%, CH2通道的能量分辨率为13.08%.

    图 5 通过宇宙射线符合测量得到的能谱和幅度谱分布  (a) CH1通道的能谱; (b) CH2通道的能谱; (c) CH1通道的幅度分布谱; (d) CH2通道的幅度分布谱\r\nFig. 5. Energy spectrum and amplitude spectrum distribution obtained by cosmic rays coincidence measurement: (a) Energy spectrum of CH1 channel; (b) energy spectrum of CH2 channel; (c) amplitude distribution spectrum of CH1 channel; (d) amplitude distribution spectrum of CH2 channel
    图 5  通过宇宙射线符合测量得到的能谱和幅度谱分布  (a) CH1通道的能谱; (b) CH2通道的能谱; (c) CH1通道的幅度分布谱; (d) CH2通道的幅度分布谱
    Fig. 5.  Energy spectrum and amplitude spectrum distribution obtained by cosmic rays coincidence measurement: (a) Energy spectrum of CH1 channel; (b) energy spectrum of CH2 channel; (c) amplitude distribution spectrum of CH1 channel; (d) amplitude distribution spectrum of CH2 channel

    由于宇宙射线穿过塑料闪烁体时有一定的角度, 测量飞行时间需要额外的探测器先进行定位, 这会增加电子学的复杂程度. 本方案没有定位探测器, 不同的宇宙射线事例击中塑料闪烁体后产生的闪烁光传输到侧面的SiPM阵列时会产生光程差, TOF探测器的时间分辨受到影响会变差. 同时因为塑料闪烁体体积小, 收集到的有效波形信号数据极少, 所以接下来使用$ { }^{90} \mathrm{Sr} $电子准直源进行实验.

    $ { }^{90} \mathrm{Sr} $电子准直源进行测量, 同样得到了两个通道的能谱和幅度谱, 低能电子穿过塑料闪烁体沉积的能量比宇宙射线略高, 如图6所示. 宇宙射线的全能峰为朗道分布, $ { }^{90} \mathrm{Sr} $电子准直源的全能峰的分布则较为对称, 是因为宇宙射线穿过塑料闪烁体有δ电子产生使能谱有拖尾. 对比分析图5(a)图5(c)图6可以看出, 用$ { }^{90} \mathrm{Sr} $电子准直源进行实验得到的CH1通道的能谱和幅度谱, 与用宇宙射线进行实验得到的两个通道的能谱和幅度谱近似, 可以证明$ { }^{90} \mathrm{Sr} $电子准直源中的电子穿过了上层塑料闪烁体. 分析图6(a)可得, CH1通道的能量分辨率为13.08%. 沉积在下层塑料闪烁体的信号则与沉积在上层塑料闪烁体的信号完全不同, 如图6(b)所示. $ { }^{90} \mathrm{Sr} $电子源中的电子能谱是连续分布的, 放射源中的低能电子没有穿过下层塑料闪烁体, 导致低能电子的能量全部沉积在塑料闪烁体内部, 所以CH2通道的能谱表现为连续分布.

    图 6 通过$ { }^{90} \mathrm{Sr} $放射源符合测量得到的能谱和幅度谱分布  (a) CH1通道的能谱; (b) CH2通道的能谱; (c) CH1通道的幅度分布谱; (d) CH2通道的幅度分布谱\r\nFig. 6. Energy spectrum and amplitude spectrum distribution obtained by $ { }^{90} \mathrm{Sr} $ radiation source coincidence measurement: (a) Energy spectrum of CH1 channel; (b) energy spectrum of CH2 channel; (c) amplitude distribution spectrum of CH1 channel; (d) amplitude distribution spectrum of CH2 channel.
    图 6  通过$ { }^{90} \mathrm{Sr} $放射源符合测量得到的能谱和幅度谱分布  (a) CH1通道的能谱; (b) CH2通道的能谱; (c) CH1通道的幅度分布谱; (d) CH2通道的幅度分布谱
    Fig. 6.  Energy spectrum and amplitude spectrum distribution obtained by $ { }^{90} \mathrm{Sr} $ radiation source coincidence measurement: (a) Energy spectrum of CH1 channel; (b) energy spectrum of CH2 channel; (c) amplitude distribution spectrum of CH1 channel; (d) amplitude distribution spectrum of CH2 channel.

    用准直的$ { }^{90} \mathrm{Sr} $电子源进行测量, 有效的波形信号数据多, 可以减小实验的测量误差. 由图5(c)图5(d)图6(c)可知, 穿过塑料闪烁体的事例表现为两个塑闪探测器的波形信号幅度都大于100 mV, 因此选取大于100 mV的穿过塑料闪烁体的事例来计算TOF探测器系统的时间分辨.

    实验使用采样率为20 GS/s的示波器来测量TOF探测器系统的时间分辨, 取数条件为两个通道的波形信号幅度同时超过100 mV, 如图7所示, 由于作用效果的影响, 导致两通道的波形幅度的相对大小发生了变化, 但这两个波形图都是单个事例的有效波形信号. 飞行时间定义为带电粒子击中上下两个塑料闪烁体的时间差, 接下来将对TOF探测器测得的波形信号数据进行处理优化, 得到探测器的时间分辨.

    图 7 通过$ { }^{90} \mathrm{Sr} $放射源符合测量得到的单个事例的有效波形信号\r\nFig. 7. Effective waveform signal of a single case obtained by $ { }^{90} \mathrm{Sr} $ radiation source coincidence measurement
    图 7  通过$ { }^{90} \mathrm{Sr} $放射源符合测量得到的单个事例的有效波形信号
    Fig. 7.  Effective waveform signal of a single case obtained by $ { }^{90} \mathrm{Sr} $ radiation source coincidence measurement

    恒比定时法是指在信号波形幅度的一个恒定比例点上产生过阈点. 该方法不仅修正了波形信号幅度, 还减少了时间的晃动. 恒比定时法计算飞行时间, 对应于计算两通道信号前沿达到阈值的时间差. 我们在得到波形信号的幅度后, 取阈值为不同的幅度占比值[22], 计算对应的时间差数据, 用高斯函数拟合时间差数据. 图8(a)给出了阈值为波形信号幅度的10% 时的飞行时间分布, 对应的飞行时间分辨为(48.79 ± 0.57) ps. 为了得到最好的飞行时间分辨, 需要研究阈值的选择对时间分辨的影响, 于是计算了阈值从波形信号幅度的5%变化到30%这一范围内对应的时间分辨. 分析图8(b)可得, 当取阈值为波形信号幅度的10%时, 探测器的时间分辨性能最好.

    图 8 (a)阈值为波形信号幅度的10%时的飞行时间分布; (b) TOF探测器的符合时间分辨与波形信号幅度比例的关系\r\nFig. 8. (a) Flight time distribution when the threshold is 10% of the amplitude of the waveform signal; (b) relationship between coincidence time resolution and the amplitude ratio of the waveform signal for the TOF detector
    图 8  (a)阈值为波形信号幅度的10%时的飞行时间分布; (b) TOF探测器的符合时间分辨与波形信号幅度比例的关系
    Fig. 8.  (a) Flight time distribution when the threshold is 10% of the amplitude of the waveform signal; (b) relationship between coincidence time resolution and the amplitude ratio of the waveform signal for the TOF detector

    使用恒比定时法计算飞行时间的分析, 只是针对波形信号前沿的数据点进行了处理. 为了优化时间分辨, 充分利用数据信息, 我们对波形信号前沿的低阈区间进行线性拟合处理[23], 取波形信号前沿幅值的5%—30%和10%—30%的两个区间内的数据点进行拟合, 得到与x (时间)轴的交点, 如图9所示. 将两路波形信号交点的横坐标相减, 计算两个通道的波形信号之间的时间差, 符合时间分辨的结果如图10所示. 这种方法大大提高了定时精度还消除了波形前沿数据点的抖动, 是目前最优的分析方法.

    图 9 单个波形信号前沿的两个不同区间内的数据点与线性拟合图 (a)区间为幅度的5%—30%; (b)区间为幅度的10%—30%\r\nFig. 9. Graph of data points and linear fitting in two different intervals of the rising front of the waveform signal: (a) Range is 5%–30% of amplitude; (b)  range is 10%–30% of amplitude
    图 9  单个波形信号前沿的两个不同区间内的数据点与线性拟合图 (a)区间为幅度的5%—30%; (b)区间为幅度的10%—30%
    Fig. 9.  Graph of data points and linear fitting in two different intervals of the rising front of the waveform signal: (a) Range is 5%–30% of amplitude; (b) range is 10%–30% of amplitude
    图 10 将有效事例的波形信号前沿的数据点进行线性拟合, 与x (时间)轴交点的两个横坐标相减得到了时间差分布图  (a)区间为幅度的5%—30%; (b) 区间为幅度的10%—30%\r\nFig. 10. Linear fitting of data points at the rising front of the waveform signal of effective cases, and the time difference distribution diagram is obtained by subtracting the two abscissa of the intersection point of the x (time) axis: (a) Range is 5%–30% of amplitude; (b) range is 10%–30% of amplitude
    图 10  将有效事例的波形信号前沿的数据点进行线性拟合, 与x (时间)轴交点的两个横坐标相减得到了时间差分布图  (a)区间为幅度的5%—30%; (b) 区间为幅度的10%—30%
    Fig. 10.  Linear fitting of data points at the rising front of the waveform signal of effective cases, and the time difference distribution diagram is obtained by subtracting the two abscissa of the intersection point of the x (time) axis: (a) Range is 5%–30% of amplitude; (b) range is 10%–30% of amplitude

    分析图10(a)可得, 选取前沿波形信号幅度的5%—30%区间内的数据点进行线性拟合, 得到两通路时间差, 高斯拟合后飞行时间分辨为(54.96 ± 0.54) ps. 分析图10(b)可得, 选取比值为10%—30%区间时, 飞行时间分辨为(151.4 ± 1.7) ps. 数据处理结果显示, 当波形的数据点分析靠近波形前沿起始点时分辨要好, 但小信号容易受到基线噪声和光探测器件噪声的影响. 根据闪烁光传递原理分析, 脉冲最前沿的少量光电子信号对应直接传输到光探测器件的光子, 而脉冲前沿后部的光电子信号中包括大量多次反射的光子, 时间分辨受到影响会变差[24].

    传统的TOF探测器系统的时间分辨计算, 需要得到两路信号的波形信息. 通过对前面的数据进行处理, 利用恒比定时法和低阈区间拟合都可以得到相对较好的符合时间分辨. 结合这两种波形分析方法, 在单路波形信号上取两个时间点, 一个时间点为阈值是幅度的10%时对应的横坐标, 另一个时间点为波形信号上升前沿幅度的5%—30%的区间进行线性拟合后与x (时间)轴交点的横坐标, 两个时间点相减得到单路信号的时间差, 如图11所示.

    图 11 单路波形信号时间差的计算\r\nFig. 11. Calculation of time difference of single channel waveform signal
    图 11  单路波形信号时间差的计算
    Fig. 11.  Calculation of time difference of single channel waveform signal

    实验的取数条件为两个通道的波形信号幅度同时超过100 mV, 由图6(c)图6(d)的幅度谱对比可知, 由于实验测量使用的电子源能量低, 使得CH2通道中波形幅度小的事例数占比较多, 时间分辨容易受到噪声影响. 对比图12(a)图12(b)可得, CH2通道的时间分辨确实比CH1通道的差. 于是把CH1通道的时间差用高斯函数进行拟合, 得到单路信号的时间分辨为(55.44 ± 0.53) ps. 对比前文得到的时间分辨结果, 在测量飞行时间的实验中, 可以用CH1通道的时间分辨来预估TOF探测器的时间分辨.

    图 12 单路波形信号的时间差分布  (a) CH1通道; (b) CH2通道\r\nFig. 12. Distribution of the time difference of single channel waveform signal: (a) CH1 channel; (b) CH2 channel
    图 12  单路波形信号的时间差分布  (a) CH1通道; (b) CH2通道
    Fig. 12.  Distribution of the time difference of single channel waveform signal: (a) CH1 channel; (b) CH2 channel

    本文研究了小颗粒塑料闪烁体侧面耦合SiPM阵列构成颗粒状TOF 探测器, 采用恒比定时法, 该探测器的时间分辨达到(48.79 ± 0.57) ps. 对波形信号前沿的低阈区间进行直线拟合处理, 该探测器的时间分辨为(54.96 ± 0.54) ps. 这两种数据处理方法, 都可以让TOF探测器有较好的时间分辨. 组成TOF探测器的塑料闪烁体和读出方法仍然有改进的空间: 塑料闪烁体可以采用快发光的型号, 如用BC404 代替BC408; 采用塑料闪烁体正面耦合SiPM 阵列, 耦合面积为$ 9\; {\rm{mm}} \times 9 \rm{\; mm} $, 增加了SiPM阵列的光收集. 如果$\mathrm{d}{E} / \mathrm{d}{x}$探测器使用强发光闪烁体, 这个探测器也可以作为高精度TOF探测器来使用. 于是在共用一套SiPM和混合电子学的情况下, 这个强发光闪烁体探测器能同时测得带电粒子的能量和时间信息.

    CEPC-TOF桶部探测器如果采用此实验的双层小颗粒单元结构, 总通道数会超过130万. 由于每次对撞事例末态长寿命粒子小于300个, 所以探测单元可以采用专用集成电路(application specific integrated circuit, ASIC)器件的编码标记和复用高精度波形电子学(10 GS/s)来测量波形信号前沿(约$ 30 $ ns). 当复用程度为N = 512道/路时, 每路系统平均击中小于0.25, 对应的高精度波形电子学可以压缩到2600路, 此方案正在研究和设计中.

    CEPC末态粒子的鉴别仍然是一个十分有挑战性的课题: 对于小于800 MeV的$ \text{µ} / \text{π} $的鉴别, 因为μ和π无法穿过径迹探测器, 目前只有$\mathrm{d}{E} / \mathrm{d} {x}$ 信息, 所以$ \text{µ} /\text{π} $之间的分辨是比较差的, 而专门的μ标记探测器在谱仪的最外层, 测量不到如此低的动量区; 对于小于5 GeV低能中性$\rm{K}_{\rm{L}}^0$的鉴别, 因为部分$\rm{K}_{\rm{L}}^0$在电磁量能器中发生作用之前没有留下其他作用痕迹, 在电磁量能器中的作用效果与γ相似, 需要设计一个具有高时间精度并且具有位置分辨能力的电磁量能器来进行分辨.

    感谢中国科学院大学司梅雨博士、北京有色金属研究总院王承二博士和西华师范大学李朝阳硕士的讨论.

    [1]

    CEPC Study Group 2018 arXiv: 1809.00285[hep-ex]

    [2]

    An F, Bai Y, Chen C, Chen X, Chen Z, Da Costa J G, Zhou N 2019 Chin. Phys. C 43 043002Google Scholar

    [3]

    Cai C, Yu Z H, Zhang H H 2017 Nucl. Phys. B 921 181Google Scholar

    [4]

    Zheng T, Xu J, Cao L, Yu D, Wang W, Prell S, Cheung Y E, Ruan M 2021 Chin. Phys. C 45 023001Google Scholar

    [5]

    Chen C, Mo X, Selvaggi M, Li Q, Li G, Ruan M, Lou X 2017 arXiv: 1712.09517[hep-ex]

    [6]

    Chen Z X, Yang Y, Ruan M Q, Wang D Y, Li G, Jin S, Ban Y 2017 Chin. Phys. C 41 023003Google Scholar

    [7]

    Liu Z, Xu Y H, Zhang Y 2019 JHEP 6 1Google Scholar

    [8]

    Cao Q H, Li Y, Yan B, Zhang Y, Zhang Z 2016 Nucl. Phys. B 909 197Google Scholar

    [9]

    Chang W F, Ng J N, White G 2018 Phys. Rev. D 97 115015Google Scholar

    [10]

    Bai Y, Chen C H, Fang Y Q, Li G, Ruan M Q, Shi J Y, Wang B, Kong P Y, Lan B Y, Liu Z F 2020 Chin. Phys. C 44 013001Google Scholar

    [11]

    Chen L J, Zhu H B, Ai X C, Fu M, Kiuchi R, Liu Y, Liu Z A, Lou X C, Lu Y P, Ouyang Q, Zhou Y 2019 RDTM 3 1Google Scholar

    [12]

    Liang H, Zhu Y, Lai P Z, Ruan M 2022 arXiv: 2209.00397[phys.ins-det]

    [13]

    CEPC Study Group 2018 arXiv: 1811.10545[hep-ex]

    [14]

    张辉 2019 博士学位论文 (合肥: 中国科学技术大学)

    Zhang H 2019 Ph. D. Dissertation (Hefei: University of Science and Technology of China) (in Chinese)

    [15]

    An F, Prell S, Chen C, Cochran J, Lou X, Ruan M 2018 arXiv: 1803.05134[phys.ins-det]

    [16]

    An F, Prell S, Chen C, Cochran J, Lou X, Ruan M 2018 Eur. Phys. J. C 78 1Google Scholar

    [17]

    Xin S 2021 Bull. Am. Phys. Soc. 66 5

    [18]

    Chiarello G, Corvaglia A, Grancagnolo F, Miccoli A, Panareo M, Tassielli G F 2019 Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. Sect. A 936 503Google Scholar

    [19]

    Dong M Y 2018 JINST 1 3Google Scholar

    [20]

    Ackermann U, Egger W, Sperr P, Dollinger G 2015 Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. Sect. A 786 5Google Scholar

    [21]

    王凤梅, 衡月昆, 吴冲, 赵小健, 孙志嘉, 吴金杰, 赵力, 赵玉达, 蒋林立 2006 高能物理与核物理 30 776

    Wang F M, Heng Y K, Wu C, Zhao X J, Sun Z J, Wu J J, Zhao L, Zhao Y D, Jiang L L 2006 High Energy Phys. Nucl. Phys. 30 776

    [22]

    Li S L, Heng Y K, Zhao T C, Fu Z W, Liu S L, Qian S, Liu S D, Chen X H, Jia R, Huang G R, Lei X C 2013 Chin. Phys. C 37 016003Google Scholar

    [23]

    Wiener R I, Surti S, Kyba C C M, Newcomer F M, Van Berg R, Karp J S 2008 2008 IEEE Nucl. Sci. Conf. R. Dresden, Germany, October 19–25, 2008 p4101

    [24]

    钱森, 付在伟, 宁哲, 王贻芳, 衡月昆, 祁鸣 2010 第十五届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集 中国贵阳, 2010年8月13日, 第225页

    Qian S, Fu Z W, Ling Z, Wang Y F, Heng Y K, Qi M 2010 Proceedings of the 15th National Annual Conference on Nuclear Power Sub-science and Nuclear Detection Technology Guiyang, China, August 13, 2010 p225 (in Chinese)

  • 图 1  依据不同带电粒子$\mathrm{d}{E} / \mathrm{d}{x}$信息算得两带电粒子间的分辨程度S和横动量的关系, 实线代表$\mathrm{d}{E} / \mathrm{d}{x}$测量精度为4.2%, 虚线代表$\mathrm{d}{E} / \mathrm{d}{x}$测量精度为3%, 图中曲线依据碳材料的电离能损计算得到

    Fig. 1.  Based on the $\mathrm{d}{E}/ \mathrm{d}{x}$ information of different charged particles, the relationship between the resolution of S and the transverse momentum of charged particles is calculated. The solid and dashed line represent the dE/dx resolution of 4.2% and 3%, respectively. The curve in the figure is calculated based on the ionization energy loss of carbon material

    图 2  TOF探测器分辨能力和带电粒子横动量的关系 (a) $ \pi / \mathrm{K} $分辨; (b) $ \mathrm{K} / \mathrm{P} $分辨

    Fig. 2.  Relationship between TOF detector resolution and transverse momentum of charged particles: (a) $ \pi / \mathrm{K} $ resolution; (b) K/P resolution

    图 3  (a)塑料闪烁体; (b) NDL SiPM 3 × 3阵列

    Fig. 3.  (a) Plastic scintillator; (b) NDL SiPM 3 × 3 array

    图 4  颗粒状TOF探测器测试系统

    Fig. 4.  Test system of granular TOF detector

    图 5  通过宇宙射线符合测量得到的能谱和幅度谱分布  (a) CH1通道的能谱; (b) CH2通道的能谱; (c) CH1通道的幅度分布谱; (d) CH2通道的幅度分布谱

    Fig. 5.  Energy spectrum and amplitude spectrum distribution obtained by cosmic rays coincidence measurement: (a) Energy spectrum of CH1 channel; (b) energy spectrum of CH2 channel; (c) amplitude distribution spectrum of CH1 channel; (d) amplitude distribution spectrum of CH2 channel

    图 6  通过$ { }^{90} \mathrm{Sr} $放射源符合测量得到的能谱和幅度谱分布  (a) CH1通道的能谱; (b) CH2通道的能谱; (c) CH1通道的幅度分布谱; (d) CH2通道的幅度分布谱

    Fig. 6.  Energy spectrum and amplitude spectrum distribution obtained by $ { }^{90} \mathrm{Sr} $ radiation source coincidence measurement: (a) Energy spectrum of CH1 channel; (b) energy spectrum of CH2 channel; (c) amplitude distribution spectrum of CH1 channel; (d) amplitude distribution spectrum of CH2 channel.

    图 7  通过$ { }^{90} \mathrm{Sr} $放射源符合测量得到的单个事例的有效波形信号

    Fig. 7.  Effective waveform signal of a single case obtained by $ { }^{90} \mathrm{Sr} $ radiation source coincidence measurement

    图 8  (a)阈值为波形信号幅度的10%时的飞行时间分布; (b) TOF探测器的符合时间分辨与波形信号幅度比例的关系

    Fig. 8.  (a) Flight time distribution when the threshold is 10% of the amplitude of the waveform signal; (b) relationship between coincidence time resolution and the amplitude ratio of the waveform signal for the TOF detector

    图 9  单个波形信号前沿的两个不同区间内的数据点与线性拟合图 (a)区间为幅度的5%—30%; (b)区间为幅度的10%—30%

    Fig. 9.  Graph of data points and linear fitting in two different intervals of the rising front of the waveform signal: (a) Range is 5%–30% of amplitude; (b) range is 10%–30% of amplitude

    图 10  将有效事例的波形信号前沿的数据点进行线性拟合, 与x (时间)轴交点的两个横坐标相减得到了时间差分布图  (a)区间为幅度的5%—30%; (b) 区间为幅度的10%—30%

    Fig. 10.  Linear fitting of data points at the rising front of the waveform signal of effective cases, and the time difference distribution diagram is obtained by subtracting the two abscissa of the intersection point of the x (time) axis: (a) Range is 5%–30% of amplitude; (b) range is 10%–30% of amplitude

    图 11  单路波形信号时间差的计算

    Fig. 11.  Calculation of time difference of single channel waveform signal

    图 12  单路波形信号的时间差分布  (a) CH1通道; (b) CH2通道

    Fig. 12.  Distribution of the time difference of single channel waveform signal: (a) CH1 channel; (b) CH2 channel

  • [1]

    CEPC Study Group 2018 arXiv: 1809.00285[hep-ex]

    [2]

    An F, Bai Y, Chen C, Chen X, Chen Z, Da Costa J G, Zhou N 2019 Chin. Phys. C 43 043002Google Scholar

    [3]

    Cai C, Yu Z H, Zhang H H 2017 Nucl. Phys. B 921 181Google Scholar

    [4]

    Zheng T, Xu J, Cao L, Yu D, Wang W, Prell S, Cheung Y E, Ruan M 2021 Chin. Phys. C 45 023001Google Scholar

    [5]

    Chen C, Mo X, Selvaggi M, Li Q, Li G, Ruan M, Lou X 2017 arXiv: 1712.09517[hep-ex]

    [6]

    Chen Z X, Yang Y, Ruan M Q, Wang D Y, Li G, Jin S, Ban Y 2017 Chin. Phys. C 41 023003Google Scholar

    [7]

    Liu Z, Xu Y H, Zhang Y 2019 JHEP 6 1Google Scholar

    [8]

    Cao Q H, Li Y, Yan B, Zhang Y, Zhang Z 2016 Nucl. Phys. B 909 197Google Scholar

    [9]

    Chang W F, Ng J N, White G 2018 Phys. Rev. D 97 115015Google Scholar

    [10]

    Bai Y, Chen C H, Fang Y Q, Li G, Ruan M Q, Shi J Y, Wang B, Kong P Y, Lan B Y, Liu Z F 2020 Chin. Phys. C 44 013001Google Scholar

    [11]

    Chen L J, Zhu H B, Ai X C, Fu M, Kiuchi R, Liu Y, Liu Z A, Lou X C, Lu Y P, Ouyang Q, Zhou Y 2019 RDTM 3 1Google Scholar

    [12]

    Liang H, Zhu Y, Lai P Z, Ruan M 2022 arXiv: 2209.00397[phys.ins-det]

    [13]

    CEPC Study Group 2018 arXiv: 1811.10545[hep-ex]

    [14]

    张辉 2019 博士学位论文 (合肥: 中国科学技术大学)

    Zhang H 2019 Ph. D. Dissertation (Hefei: University of Science and Technology of China) (in Chinese)

    [15]

    An F, Prell S, Chen C, Cochran J, Lou X, Ruan M 2018 arXiv: 1803.05134[phys.ins-det]

    [16]

    An F, Prell S, Chen C, Cochran J, Lou X, Ruan M 2018 Eur. Phys. J. C 78 1Google Scholar

    [17]

    Xin S 2021 Bull. Am. Phys. Soc. 66 5

    [18]

    Chiarello G, Corvaglia A, Grancagnolo F, Miccoli A, Panareo M, Tassielli G F 2019 Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. Sect. A 936 503Google Scholar

    [19]

    Dong M Y 2018 JINST 1 3Google Scholar

    [20]

    Ackermann U, Egger W, Sperr P, Dollinger G 2015 Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. Sect. A 786 5Google Scholar

    [21]

    王凤梅, 衡月昆, 吴冲, 赵小健, 孙志嘉, 吴金杰, 赵力, 赵玉达, 蒋林立 2006 高能物理与核物理 30 776

    Wang F M, Heng Y K, Wu C, Zhao X J, Sun Z J, Wu J J, Zhao L, Zhao Y D, Jiang L L 2006 High Energy Phys. Nucl. Phys. 30 776

    [22]

    Li S L, Heng Y K, Zhao T C, Fu Z W, Liu S L, Qian S, Liu S D, Chen X H, Jia R, Huang G R, Lei X C 2013 Chin. Phys. C 37 016003Google Scholar

    [23]

    Wiener R I, Surti S, Kyba C C M, Newcomer F M, Van Berg R, Karp J S 2008 2008 IEEE Nucl. Sci. Conf. R. Dresden, Germany, October 19–25, 2008 p4101

    [24]

    钱森, 付在伟, 宁哲, 王贻芳, 衡月昆, 祁鸣 2010 第十五届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集 中国贵阳, 2010年8月13日, 第225页

    Qian S, Fu Z W, Ling Z, Wang Y F, Heng Y K, Qi M 2010 Proceedings of the 15th National Annual Conference on Nuclear Power Sub-science and Nuclear Detection Technology Guiyang, China, August 13, 2010 p225 (in Chinese)

  • [1] 梁玮宸, 王昱寒, 张熙, 王飞, 贾凤东, 薛平, 钟志萍. 铷离子-铷原子混合阱飞行时间谱的拟合和仿真模拟. 物理学报, 2023, 72(9): 093401. doi: 10.7498/aps.72.20222273
    [2] 刘烨, 牛赫然, 李兵兵, 马欣华, 崔树旺. 机器学习在宇宙线粒子鉴别中的应用. 物理学报, 2023, 72(14): 140202. doi: 10.7498/aps.72.20230334
    [3] 李杭, 陈萍, 田进寿, 薛彦华, 王俊锋, 缑永胜, 张敏睿, 何凯, 徐向晏, 赛小锋, 李亚晖, 刘百玉, 王向林, 辛丽伟, 高贵龙, 汪韬, 王兴, 赵卫. 基于太赫兹脉冲加速及扫描电子束的高时间分辨探测器. 物理学报, 2022, 71(2): 028501. doi: 10.7498/aps.71.20210871
    [4] 王翀, 党文斌, 朱炳利, 杨凯, 杨嘉皓, 韩江浩. 光电倍增管时间测量误差补偿方法研究. 物理学报, 2022, 71(22): 222901. doi: 10.7498/aps.71.20221193
    [5] 张丰, 刘虎, 祝凤荣. 膝区宇宙线广延大气簇射次级成分的特征. 物理学报, 2022, 71(24): 249601. doi: 10.7498/aps.71.20221556
    [6] 李杭, 陈萍, 田进寿. 基于太赫兹脉冲加速及扫描电子束的高时间分辨探测器研究. 物理学报, 2021, (): . doi: 10.7498/aps.70.20210871
    [7] 张海燕, 汪琳莉, 吴琛怡, 王煜蓉, 杨雷, 潘海峰, 刘巧莉, 郭霞, 汤凯, 张忠萍, 吴光. 高时间稳定性的雪崩光电二极管单光子探测器. 物理学报, 2020, 69(7): 074204. doi: 10.7498/aps.69.20191875
    [8] 王义, 张秋楠, 韩冬, 李元景. 多气隙电阻板室飞行时间谱仪技术. 物理学报, 2019, 68(10): 102901. doi: 10.7498/aps.68.20182192
    [9] 郭乐慧, 田进寿, 卢裕, 李红伟. 一种用于中微子探测的3-inch光电倍增管的优化设计. 物理学报, 2016, 65(22): 228501. doi: 10.7498/aps.65.228501
    [10] 周丹丹, 任煜轩, 刘伟伟, 龚雷, 李银妹. 时间飞行法测量光阱刚度的实验研究. 物理学报, 2012, 61(22): 228702. doi: 10.7498/aps.61.228702
    [11] 吕绮雯, 郑阳恒, 田彩星, 刘福虎, 蔡啸, 方建, 高龙, 葛永帅, 刘颖彪, 孙丽君, 孙希磊, 牛顺利, 王志刚, 谢宇广, 薛镇, 俞伯祥, 章爱武, 胡涛, 吕军光. 利用ICCD定位宇宙线来测量探测器时间分辨的方法研究. 物理学报, 2012, 61(7): 072904. doi: 10.7498/aps.61.072904
    [12] 元晋鹏, 姬中华, 杨艳, 张洪山, 赵延霆, 马杰, 汪丽蓉, 肖连团, 贾锁堂. 飞行时间质谱探测磁光阱中超冷分子离子的实验研究. 物理学报, 2012, 61(18): 183301. doi: 10.7498/aps.61.183301
    [13] 王燕, 姚志, 冯春雷, 刘佳宏, 丁洪斌. 355 nm激光光电离甲醛飞行时间质谱的研究. 物理学报, 2012, 61(1): 013301. doi: 10.7498/aps.61.013301
    [14] 何 军, 王 婧, 邱 英, 王彦华, 张天才, 王军民. 采用短程飞行时间吸收谱测量冷原子温度时参数误差的影响. 物理学报, 2008, 57(10): 6221-6226. doi: 10.7498/aps.57.6221
    [15] 耿 涛, 闫树斌, 王彦华, 杨海菁, 张天才, 王军民. 用短程飞行时间吸收谱对铯磁光阱中冷原子温度的测量. 物理学报, 2005, 54(11): 5104-5108. doi: 10.7498/aps.54.5104
    [16] 石 勇, 李奇峰, 汪 华, 戴静华, 刘世林, 马兴孝. 由飞行时间质谱峰形获取光解碎片平动能分布. 物理学报, 2005, 54(5): 2418-2423. doi: 10.7498/aps.54.2418
    [17] 刘淑荣, 江伟林, 刘家瑞, 林荫浓. 用飞行时间法研究Si溅射离子簇质谱的结构效应. 物理学报, 1991, 40(5): 703-708. doi: 10.7498/aps.40.703
    [18] 夏蒙棼, 仇韵清. 单波驱动飞行粒子随机扩散. 物理学报, 1986, 35(1): 7-16. doi: 10.7498/aps.35.7
    [19] 李竹起, 阮景辉, 吴善令, 杨同华, 何敏, 陆挺, 成之绪, 陈桂英, 叶春堂. 用于凝聚态物质研究的旋转晶体中子飞行时间谱仪. 物理学报, 1980, 29(11): 1462-1470. doi: 10.7498/aps.29.1462
    [20] 王绍民. 光电倍增管时间分辨特性的探讨. 物理学报, 1962, 18(11): 600-604. doi: 10.7498/aps.18.600
计量
  • 文章访问数:  3165
  • PDF下载量:  85
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2022-11-28
  • 修回日期:  2023-03-28
  • 上网日期:  2023-04-24
  • 刊出日期:  2023-06-20

/

返回文章
返回