气体电子倍增器(GEM) 结构及模拟原理

2013-05-16 马善乐 东南大学电子科学与工程学院

气体电子倍增器(GEM) 结构

  气体电子倍增器(GEM) 器件主要由漂移电极、GEM 复合薄膜和收集电极(PCB 读出电极) 三层组成, 由窗口和衬底密闭成一个气体室, 由进气口和出气口充入流动的工作气体。GEM 复合薄膜是在一层约50 um 厚的聚酰亚胺( kapton) 层的两侧涂覆有铜膜, 并蚀刻高密度的孔, 当在漂移电极、收集电极和GEM 膜两侧施加合适的电压时, 由X 射线产生的初始电子将在漂移电场的作用下进入GEM 膜的微孔, GEM 膜微孔内的强电场使电子发生倍增放大, 倍增后的部分电子在收集电场的作用下到达收集电极产生信号并被外加电路系统读出。

  在模期间中对GEM 侦测器分为做了要学会简化, 多少长宽及分为提示图长为1(a) 如图甲随时随时, 里面漂移区宽度Ld= 200 um, 征集区宽度L i= 200 um, 聚酰亚胺膜它的宽度T= 50 um, GEM 膜横竖外层铜膜它的宽度t= 5 um, 节距p=140 um, 外内径为D, 内内径为d。建设的GEM 分为模特及增加工作工作输出功率长为1(b) 如图甲随时随时, 里面漂移工业片工作工作输出功率为Vdr, 检测器工业片工作工作输出功率为Vi, GEM 上平行板电容器工作工作输出功率为Vu,GEM膜下平行板电容器工作工作输出功率为Vd,GEM 工作工作输出功率为VGEM。则可看来漂移区场强Ed = ( Vu - Vdr) / L d, 检测器区场强Ei= ( Vi-Vd) / L i,GEM工作工作输出功率VGEM= Vd- Vu。

气体电子倍增器(GEM) 结构示意图

图1 甲烷气体电子元器件持续增长器(GEM) 设计提醒图

气体电子倍增器(GEM) 模拟原理

  在GEM 的基础按理来说调查型号上, 绝大都大部分的基础按理来说调查都鉴于欧式核子调查中开发建设的GARFIELD PC软件。GARFEILD 鉴于有效元技术应用, 还可以外理近乎任何工业和导电介质的形状的方面, 是和外理GEM 的繁杂结构设计。   GEM 中起止手机在漂移交变磁场线的功效下, 向GEM纳米纤维足球运动, 并在GEM 纳米纤维间的强交变磁场线功效雪天崩拖动, 带来再次手机, 增长后的一部分手机在自身交变磁场线功效下实现自身电极材料带来4g信号。由此GEM 其理它的气休监测器似得, 都存在手机和其他几种颗粒的渗透、外扩散、正碰、电离及结合等几种全操作过程。对GEM 中的这些全操作过程开始仿真模拟源于Monte Carlo 高技术性。MonteCarlo 高技术性的统计具体流程如下图2 提示, 最先采用这办法起止化: 手机起止地点和漂移转速、时段步长。起止化做好后, 按这办法开始迭代更新:

Monte Carlo 积分法计算流程

图2 Monte Carlo 積分法计算方式步骤   1、由加速度慢和耗时步长, 估算出步长间距, 并举个例子没有你期间中加速度慢坚持固定;   2、来计算缺省位址的横着和径向蔓延指数, 用高度步长的一平米根来特定高低, 那里同样的有效市场理论在步长规模内蔓延指数实现不变;   3、形成发展, 利用三维空间不对应高斯分散由流速方面的一些径向和两横面个部分组合而成;   4、跟据极限速度和随意向外扩散游戏更新选址。   迭代的会一致完成下知道以上无数个条件需求:   1、微粒触达附近的工业或另外边际解除;   2、核算步数高达所不得的最明显值核算结束;   3、再生颗粒转速转成零和再生颗粒从有电金属电极片距离( 而有电金属电极片会将再生颗粒吸纳) 。   在某个漂移之间车内的甲烷气体翻番可用函数来估么着, 进来M 为翻番后的智能光电子无线数, a为汤生公式换算, z为漂移高度; 而整个之间车内智能光电子无线的离心分离可确认函数满足, 式中L 为被吸纳的智能光电子无线数, 为离心分离公式换算。翻番和离心分离的兑换积分全过程全部都是确认对漂移线的每条步确认Newton-Raphson 技术设备满足。