论文部分内容阅读
宇宙线起源问题一直是宇宙线物理研究深入推进的瓶颈，因此被列入了21世纪11大科学难题之中，是当今宇宙线物理学科的核心问题。本世纪初，我国科学家大胆提出了在西藏羊八井建设“大型高海拔空气簇射观测站计划”（LHAASO），希望借助这一大型高能γ线复合实验阵列来探寻宇宙线起源，问鼎世纪之谜。本文的工作是针对LHAASO计划的子项目“大气荧光/契伦科夫望远镜组成的宽视角望远镜阵列”(WFCA)进行的有关宇宙线探测器的性能参数测试研究。光电倍增管(PMT)是WFCA探测器成像系统中最重要的单元，一个WFCA成像系统需要使用256个PMT，因此对每个PMT的性能参数进行测量和一致性标定具有重要意义和作用。本文在对PMT性能参数测试系统进行深入调研的基础上，进行了以下工作。
首先，研制了一个能够测试PMT主要性能参数的平台。该平台的暗箱系统包含了测试暗箱、电控位移台以及光源和PMT的固定支架，已与箱外各系统实现了良好的电气连接。数据采集系统主要由模拟成形滤波、模数转换、数据传输控制三个模块组成，能够实现对PMT输出信号的实时采集和存储。数据分析处理系统主要用于对数据进行离线分析。
其次，借助自主设计的PMT测试平台，初步完成了对日本生产的型号为R1924 A光电倍增管的单光电子峰及峰谷比、高压响应、线性度三个参数的相对标定。
最后，为保证通过测试平台标定的PMT各项参数能满足WFCA探测器的实际需求，仿照高能γ射线簇射过程中产生的荧光/契伦科夫光特性，对PMT测试平台上的光源系统进行了相关参数设置。针对FPGA有限的带载能力与光源LED需要大功率驱动之间的矛盾，文章对光源系统中的LED驱动电路进行了优化设计，得到了光源LED的三种驱动电路方案，并给出了一种通过调节光源驱动电路的供电电压来代替调节测试距离从而来改变PMT接受到的光强的方案。