WCDA時間標定系統的研制與測試*

陳寶民，高 博，陳明君，龐兆廣

( 1. 河北師范大學，河北 石家莊 050024；2. 中國科學院高能物理研究所，北京 100049)

1 簡 介

1.1 時間標定方案

水切倫科夫探測器陣列是高海拔宇宙線觀測站的重要組成部分，主要功能是實現在甚高能中低能段(100 GeV～30 TeV)對整個北天區伽馬源的巡天觀測[1]，包括甚高能伽馬源的探測與監測、能譜測量以及擴展形態的研究[2]。水切倫科夫探測器為水池結構，總面積78 000 m2，用黑色隔光簾分割成3 120個探測單元，每個單元尺寸為5 m × 5 m，圖1為探測器整體布局，圖中右下方1號水池每個探測單元采用1支直徑8英寸和1支直徑1.5英寸的光電倍增管，左下方2號水池及上方3號水池每個探測單元內布置1支直徑20英寸和1支直徑3.5英寸的光電倍增管。

圖1 水切倫科夫探測器分布圖Fig.1 WCDA detector distribution

圖2 水池交叉標定方案示意圖Fig.2 Schematic diagram of pool cross calibration

1.2 交叉標定方法

選取中心群作為基準群，其他群通過一定的傳導路徑得到內部探測單元。對于相鄰的群，假設ci_chi為待計算的群內單元，c0_ch0為參考群內的參考單元，ΔT為ci_chi與c0_ch0之間的時間差，即計算對象。

兩群之間共有8根交叉光纖，所在單元分別為ci_chx(x為光纖編號，定義為1, 2, 3, 4)和c0_chx，通過一個交叉光纖(ci_chx)可以得到：

ΔT=Tci_chi-Tc0_ch0=(TINci_chi-TINci_chx)-(TCRci_chx-TCRc0_ch0) ，

(1)

其中，TINci_chi為內部光纖待計算的群內單元對應的信號到達時間；TINci_chx為對應光纖編號為x的待計算的群單元對應的信號到達時間；TCRci_chx為對應光纖編號為x的參考群單元對應的信號到達時間；TCRc0_ch0為參考群內的參考單元對應的信號到達時間。

相鄰群共有4組光纖可用，理想情況下，可以得到4組數據驗證整個光纖通道的標定。……