JLCストリップファイバー電磁カロリメータ に用いるマルチアノード光電子

JLC ストリップファイバー電磁カロリメータ
に用いるマルチアノード光電子増倍管の性能研究
筑波大学第一学群自然学類
199900441 山内 伸
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目次
★
目的
★
マルチアノード光電子増倍管
★
測定装置
★
応答一様性
★
応答線形性
★
増幅率
★
まとめ
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目的
Japan Linear Collider
電子・陽電子衝突型線形加速器
0.5 km
11 km
6 km
Positron Beam
Main Linac
8GeV
Pre-Linac
Final
Focus
1st Bunch
Compressor
Final
Focus
Collimator
1.98GeV
Damping Ring
1st Bunch
Compressor
150 trains/s
1.98 GeV Electron Gun
Linac
6.7 ms
10GeV Linac
e+ Target
8GeV
Pre-Linac
1.98GeV
Damping Ring
Free Electron
X-ray Laser
Electron Gun
1.98 GeV
Linac
2nd Bunch
Compressor
Main Linac
Interaction
Point
Pre-damping
Ring
0.5 km
Electron Beam
Detector
Collimator
2nd Bunch
Compressor
11 km
95 bunches/train
・ヒッグス粒子の発見
・標準模型を越える新現象
の研究
~1010e/bunch 1.4 or 2.8 ns
JLC 検出器
カロリメーター
中央飛跡検出器
ミューオン検出器
電子
µ+
カロリメータ
超伝導電磁石
陽電
子
電子
衝突点拡大
µ−
電子
バーテックス検出器
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ストリップファイバー
電磁カロリメータ
テストモジュール
240 チャンネル→マルチアノード光電子増倍管
応答一様性
応答線形性
増幅率
17%以内．
200 pC まで 5%以内で保たれている．
6 × 106．
4
マルチアノード光電子増倍管
テストモジュールに用いる光電子増倍管は
アノードが 16 に分割されており，
1 本で 16 チャンネルの読み出しが可能．
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測定装置
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応答一様性
光電面上の入射光の位置による感度の均一性．
7
チャンネル間応答一様性の測定結果．
8
16 本 (256 チャンネル) の応答の分布．
→応答一様性は 11%で，要求の 17%を満たす．
9
応答線形性
増幅率 G と印加電圧 V の関係
G = αV β .
印加電圧の関数としての応答線形性
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線形性からのずれ．
→ 5%以内で線形性が保たれるのは 100 pC まで，
要求の 200 pC では 20%のずれが生じる．
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増幅率
増幅率の定義．
G≡
Q
Np.e. × e
Q
Np.e.
e
: 出力電荷
: 光電面から放出される
光電子数
: 素電荷
単一光電子に対する波高分布．
→測定中の印加電圧での増幅率が決定される．
Qspp
Gspp =
e
要求の 6 × 106 は得られる．
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まとめ
JLC ストリップファイバー電磁カロリメータに用いる
マルチアノード光電子増倍管の性能
1.
応答一様性
256 チャンネルの応答の分布から
応答一様性は 11%となり，要求の 17%を満たす．
2.
応答線形性
5%以内で線形性が保たれるのは出力電荷が 100
pC まで．200 pC では 20%のずれがあり，要求
を満たさない．次回用いる時はアンプ等を用いる
ことが考えられている．
3.
増幅率
印加電圧 1000 V の時，増幅率はおよそ 2 × 107
となり，要求の 6 × 106 が得られる．
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