论文部分内容阅读
STAR计划使用LMRPC(Long-strip Multi-gap Resistive Plate Chamber)建造新型μ子探测器(MTD)。我们为此研制了6-气隙LMRPC探测器和5-气隙LMRPC探测器。6-气隙LMRPC探测器在宇宙线测试中可以达到接近100%的效率，时间分辨率为75ps左右，在IHEP的束流测试中效率可以达到100%，时间分辨率在70ps左右。该探测器的读出条与读出条之间以及读出条上个点都有很好的一致性，噪声水平也很低。为了降低探测器的标准工作电压，我们研发了5-气隙LMRPC探测器。5-气隙LMRPC探测器在宇宙线测试中效率在98%左右，时间在90ps-110ps之间。它的读出条与读出条之间也有很好的一致性，噪声水平也很低。论文对LMRPC的制作工艺进行了深入研究，对比了使用双面胶和硅胶与不使用双面胶和硅胶两种工艺制作的探测器性能差别。同时研究了气隙宽度的细微差别所导致的探测器性能差别，得到了重要的实验结果，为LMRPC的优化设计提供了依据。我们提出了“感应+传输”模型来进行LMRPC的模拟，该模型将探测器的读出条描述为传输线，直接对信号波形进行模拟。论文给出了在不考虑损耗的情况下信号传输的传输线问题的解，并在此基础上卷积损耗项来引入损耗的影响。在不考虑损耗情况下，模拟的结果可以很好地描述实验测量结果，但是在一些信号传输参数上的描述和实验测量结果有一定的差异，这种差异在引入损耗之后基本消失。我们提出了“静电补偿”(electrostatic compensation)的思想，在“静电补偿”状态下探测器的信号传输的弥散消失，传输因子最大，串扰水平最小。在实验测量中我们观察到了“静电补偿”状态下并得到了模拟的验证。我们还给出了5-读出条系统信号传输问题的近似解，用于快速计算和模拟。对STAR-MTD LMRPC探测器的实验测量和模拟表明，该模型可以在读出条的带宽内很好地模拟实际LMRPC探测器的信号传输特性，为LMRPC的信号传输机理研究及探测器优化设计奠定了基础。