微结构气体探测器中紫外激光束的信号和指向精度实验研究

在气体探测器研究中,利用266 nm紫外激光的双光子电离物理机制使气体电离产生可测量的信号,是一种重要的标定方法.随着微结构气体探测器(MPGD)的不断发展,用紫外激光标定来实现较高精度位置分辨率成为了一种研究需求,对此有两个关键技术问题需要解决:实验研究激光可测信号大小以及激光指向精度.分析和模拟计算了紫外光电离信号大小和激光调光误差,基于微结构气体电子倍增器探测器与266 nm波长激光束,在工作气体Ar/CO_2(70/30)中,测量了不同光斑面积与输出信号的关系;设计和研制了紫外激光调光系统,实验测量了紫外光调光偏差.模拟结果与实验结果对比分析表明:紫外激光束作用于气体探测器,探测器增益在5000,前放增益为10 mV/fC时, 6 mm读出条宽输出信号幅度约400 mV;在探测器内传播距离为400 mm时,较短时间内(10—20 min)实验调光指向精度可以保证小于5′,引入z向偏差最大可以达到0.33 mm,对应z向漂移速度的测量相对误差为6.4×10-4.该研究为MPGD与紫外激光标定实验设计提供主要的设计参考.     

关于铝棒发声问题的探究

"兴华探究乐园"是我校的一个特色资源,这里有许多有趣的探究资源,深受广大师生的喜欢.这引起资源让我们更深刻地理解探究中所运用的知识.     

传输可见光的空芯光子带隙光纤的研究

利用全矢量平面波展开法(FVPWM)对采用改进的两次堆积法制备的空芯光子带隙光纤进行了数值模拟.在特定传播常数β下，光纤在500—1000 nm的波段内出现多条宽窄不同的有效光子带隙.依据有效折射率的不同，部分带隙中的空气-导模将以不同的形式存在.经过实验测试，发现测得的带隙位置相对于模拟结果向短波段发生了较明显的移动，主要原因被认为是光纤结构的纵向不均匀性和包层节点处间隙孔的存在. 关键词： 空芯光子带隙光纤 全矢量平面波展开法 有效光子带隙 空气-导模     

散裂中子源高气压二维位置灵敏3He探测器的实验研究

为满足中国散裂中子源多功能反射谱仪中子探测器的基本物理要求:有效面积达到200 mm×200 mm、探测效率大于50%（2Å）、位置分辨好于2 mm等，中国科学院高能物理研究所研制了3He高气压二维多丝正比室位置灵敏中子探测器。该探测器采用二维多丝室结构，腔体内充3He/C₃H₈（6 atm/2.5 atm）的组合气体。本文首先利用Am/Be中子源完成对探测器全面积均匀性测试，均匀性指标达到了95.1%；探测器在中国散裂中子源的20号束流线站安装后，对其进行了在束测量，通过飞行时间选取波长2.8Å的慢中子，测量了探测器二维位置分辨和二维成像性能。在X方向（垂直于阳极丝的方向）的位置分辨为0.99 mm，Y方向（平行于阳极丝的方向）的位置分辨为1.36 mm，探测器具有很好的二维位置分辨和二维成像能力。测量结果表明探测器满足反射谱仪的研制要求。     

Gd掺杂对无氟金属有机物沉积法制备Y_(1-x)Gd_xBCO薄膜的应力调控

为了揭示Gd掺杂对克服YBa_2Cu_3O_(7-δ)(YBCO)薄膜厚度效应的机制,采用无氟金属有机物沉积法在铝酸镧基底上沉积制备了一系列不同掺杂比例的Y_(1-x)Gd_xBCO薄膜,并且采用X射线衍射、扫描电子显微镜、Raman光谱仪分析薄膜的生长取向、微观形貌以及晶格振动特征,系统地研究了Gd掺杂对应力的调控机制.结果表明:随着Gd掺杂比例的增加,晶体的晶格常数变大,导致膜内的张应力增加,薄膜的c轴取向也随之升高;但是随着Gd含量的进一步增加,会使薄膜结构恶化,性能下降;当Gd:Y的掺杂比例为1:1时,薄膜的c轴晶粒取向最佳,可以有效克服厚度效应.     

基于复合结构的气体电子倍增器增益模拟和实验研究

气体电子倍增器(GEM)作为高性能的微结构气体探测器在高能物理相关领域内得到了广泛的研究和应用.其中增益是GEM探测器基本性能研究中的一个重要参数,该值的精确测量至关重要.增益的测量一般采用电流测量或者能谱测量方法,但均存在精度较低或者过程繁琐的问题,且无法精确测量低增益值.针对GEM探测器增益的精确测量,本文提出了一种由GEM探测器与微网结构气体探测器(MM)级联构成的复合结构探测器(GEM-MM).利用GEM-MM结构以相对方法实现GEM增益的精确测量.该方法既可以省去传统方法中复杂的电子学标定过程,同时不需要进行原初电离电子数的估算,保证了增益的精确测量,并且可以实现GEM低增益的测量.基于GEM-MM测量GEM增益的原理,本文首先对GEM-MM电荷输运过程进行了模拟研究,优化了合适的工作电压.比较了三种不同类型和配比工作气体下GEM增益模拟结果,并在Ar/iC_4H_(10)(95/5)气体中测量了单层GEM在3—24范围内的有效增益.不同Penning系数下GEM增益的模拟结果表明,Penning系数为0.32时GEM增益的模拟结果与实验测量结果符合得很好.由此可以确定一个大气压下的Ar/iC_4H_(10)(95/5)气体中,Penning系数为0.32±0.01.     

半导体硅熔体的有效(磁)黏度

用钕铁硼(NdFeB)永磁材料构建"魔环"结构的永磁体，向直拉硅生长的熔体所在空间引入磁场，采用回转振荡法测量不同磁场强度下硅熔体的有效黏度(磁黏度).在温度一定时，测得的磁黏度随着磁场强度的增加而增加，二者呈抛物线关系.熔硅温度升高，磁场影响加剧.1490—1610℃温度区间内，磁黏度有异常变化.当引入磁场强度为0068T时，熔硅有效黏度比原黏度增加2—3个数量级，证明引入磁场是硅单晶大直径生长时，抑制熔硅热对流的有效手段. 关键词： 硅熔体 有效(磁)黏度 魔环永磁体 回转振荡法     

水平磁场下硅熔体的有效粘度

用钕铁硼(NdFeB)永磁材料构建"魔环"结构的永磁体,向直拉硅生长的熔体所在空间引入磁感应强度,采用回转振荡法测量不同磁场强度下硅熔体的磁粘度(有效粘度).在温度一定时,粘度随着磁场强度的增加而增加,二者呈抛物线关系.熔硅温度升高,磁场影响加剧,抛物线更加陡峭.1510～1590℃温度区间内,粘度有异常变化.     

半导体硅熔体电导率的间接测量

本文通过在磁场下测定硅熔体的粘度,根据ηeff=(μBb)2σ关系式,间接计算出硅熔体的电导率.其结果与用其他方法测试的数值吻合.用电子导电、离子导电的变化,解释了硅熔体在1420～1690℃范围电导率的变化,研究结果对指导大直径硅单晶生长具有实际意义.