Test con un sistema laser dei
componenti di un rivelatore
RICH
Botticelli Elisabetta
Civita Andrea
Giudici Federica
Lindiri Linda
Silvestrelli Gaia
Tutori:
Mirazita Marco
Orlandi Aldo
Viticchié Angelo
Indice
1. Scopo dell’esperienza:
 Test per i componenti del rivelatore RICH
2. Descrizione strumentazione:




Laser e filtri
fotomoltiplicatore (PMT)
Elettronica
QDC
3. Misure:
 Caratterizzazione del laser
 Caratterizzazione dei filtri
 Caratterizzazione del fotomoltiplicatore
Laser
Il PiLas è un laser :
 Genera impulsi ottici molto corti fino
a 30 ps
Ha una lunghezza d’onda 407nm
(blu)
 Ha una frequenza che va da 0 a 1
MHz
L’intensità del fascio è variabile
 Il diametro del fascio è di 1 mm
La frequenza e il tune possono essere
modificate attraverso l’unità di
controllo.
I Filtri
Servono ad attenuare il fascio del
laser e sono posizionati davanti alla
testa dello stesso.
Densità ottica
Trasmissione
0.5
32.0 %
1
10 %
2
1.0 %
3
0.1 %
PMT (PhotoMultiplier Tube) Fotomoltiplicatore
Fotone
finestra
fotocatodo
anodo
dinodi
elettrodo
partitore
alimentatore
corrente in uscita
Hamamatsu H8500
matrice di 8x8 pixel di
6.08x6.08mm
ogni pixel e’ un PMT
indipendente
5.2 cm
QDC (Q-to-Digital-Converter)
L’oscilloscopio permette di
visualizzare nel tempo
l’andamento dei segnali elettrici.
Il QDC converte il segnale di ingresso in numero
digitale, che è acquisito solo se in coincidenza del
gate.
CARATTERISTICHE:
•modello CAEN V792;
Ingressi
•misura fino a 400pC;
•uscita digitale da 0 a 4095;
•risoluzione ~0.1 pC.
Gate
Schema del sistema di test
LASER
MA-PMT
Hamamatsu
H8500
CAEN
V792
64ch QDC
Misure
1.
Caratterizzazione del laser:
•
•
•
•
•
2.
Misure al variare del tune del laser
HV= 1000 V
F= 100 Hz
Filtri OD= 3.0
Pixel=36
Caratterizzazione dei filtri:
•
•
•
•
•
3.
Misure con filtri di diversa OD
HV= 1000 V
F= 100 Hz
Tune= 60 %
Pixel= 36
Risposta del PMT
•
•
•
•
•
Misura al variare della tensione
Tune= 50 %
F= 100 Hz
Filtri OD= 3.5
Tutti i pixel
Pixel = 36
Tune= 60 %
HV=1000 V
F=100 Hz
Prima misura
Misure per la caratterizzazione del laser
Calibrazione del laser
Misure per la caratterizzazione dei filtri
Calibrazione dei filtri
OD
Trasmissione teorica relativa
Trasmissione misurata
3.0
100 %
100 %
3.5
32 %
75 %
4.0
10 %
58 %
5.0
1%
9%
Curve di tensione
Log G= a + bV
Risultati dei fit
Log G= a + bV
Conclusioni
Abbiamo utilizzato un sistema per testare un fotomoltiplicatore a
multianodo, da utilizzare in un rivelatore RICH.
Per questi test abbiamo utilizzato un laser, dei filtri, dei moduli di
elettronica, un computer per l’acquisizione.
Le misure che abbiamo eseguito hanno mostrato che:
–
La regione ottimale per il funzionamento del laser è
compresa fra 40% e 70% del tune;
–
I filtri attenuano meno il fascio laser di quanto riportato
nelle specifiche;
–
Ogni pixel ha una risposta diversa dagli altri, però
l’andamento con la tensione è lo stesso.
FINE