【摘 要】
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高海拔宇宙线观测站((Large High Altitude Air Shower Observatory,LHAASO)是以伽马天文与宇宙线观测研究为核心的国家十二五重大科技基础设施项目之一,LHAASO的核心科学目
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高海拔宇宙线观测站((Large High Altitude Air Shower Observatory,LHAASO)是以伽马天文与宇宙线观测研究为核心的国家十二五重大科技基础设施项目之一,LHAASO的核心科学目标是探索高能宇宙线起源以及相关的宇宙演化、高能天体运动以及研究新物理前沿,LHAASO实验项目主要由平方公里探测器阵列(KM2A)、水切伦科夫探测器阵列(WCDA)和广角切伦科夫望远镜阵列(WFCTA)组成。水切伦科夫探测器是高海拔宇宙线观测站的重要组成部分,它位于LHAASO站区的中心位置,主要物理目标是实现在甚高能中低能段(100 GeV~30 TeV)对整个北天区伽马源的巡天观测。宇宙线通过大气进入地球与空气核相互作用会产生空气簇射,空气簇射的次级粒子经过介质会产生切伦科夫光,WCDA探测器主要用于探测空气簇射次级粒子进入水中产生的水切伦科夫光而实现对辐射源的能量和方向的重建。本文主要对水切伦科夫探测器(WCDA)开展以下两个方面的研究工作:探测器光电转换系统的性能研究以及时间标定系统的研制。WCDA探测器的核心器件是光电倍增管(PMT),其功能是实现对水切伦科夫光的接收并转化为电信号,通过对测试平台的改进达到对光电转换系统的改善,使其更方便高效的接收信号。探测器安装前需要对PMT性能进行测试以满足实验要求,并使探测器的各个单元性能相对一致以有利于探测器的数据分析工作,测试结果造成的误差会应用到探测器的各项数据分析工作,因此要保证测试结果的准确。同时,为了确保对辐射源探测的指向准确性,需要对探测器阵列进行系统的时间标定。论文给出了WCDA探测器的时间标定方法、完成了标定系统的搭建并对其关键部件分光光纤束开展了批量测试,通过对探测系统进行数据质量监测及月影和Crab Nebula蟹状星云的位置探测,验证了光电转换系统和时间标定系统的准确性和可靠性。
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