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时间抖动测试-东谱实验室

原理:以重复脉冲辐射源或单光子源入射待测探测器,精确记录每次事件输出脉冲的到达时间,统计大量事件到达时间相对于参考信号的时间差分布,计算该分布的均方根偏差或半高全宽,即为时间抖动。时间抖动反映探测器及读出电子学系统的时间响应不确定性。

具体测试对象:

光电倍增管、硅光电倍增管、微通道板探测器

直接半导体辐射探测器、闪烁体耦合型辐射探测器

气体探测器、超导纳米线单光子探测器、飞行时间探测器等

 

1 项目介绍

原理:以重复脉冲辐射源或单光子源入射待测探测器,精确记录每次事件输出脉冲的到达时间,统计大量事件到达时间相对于参考信号的时间差分布,计算该分布的均方根偏差或半高全宽,即为时间抖动。时间抖动反映探测器及读出电子学系统的时间响应不确定性。

作用:定量表征辐射探测器的定时精度,评价其对辐射事件发生时刻的鉴别能力。可区分探测器本征时间抖动与读出电子学贡献;评估闪烁体衰变时间、探测器电荷收集时间涨落及电子学噪声对定时性能的限制;为飞行时间探测系统、符合测量及高能物理实验中定时触发设计提供关键参数。

 

2 样品要求

待测探测器须可输出快定时信号,上升沿足够陡峭以提供高精度时间基准。测试系统须提供低时间抖动的参考信号源或采用双探测器互相关测量以消除参考源贡献。偏置电源须低纹波,电磁屏蔽须充分以抑制外界噪声触发。读出电子学前端定时甄别器须具有恒比定时或前沿定时功能,时间-数字转换器分辨率须优于待测时间抖动的十分之一。环境温度须恒定以避免阈值漂移。

 

3 常见问题

3.1脉冲波形畸变。

探测器输出脉冲受传输线阻抗失配、放大器带宽限制或基线恢复电路不完善影响,波形出现过冲、下冲或基线慢漂,致使定时甄别器过零时刻偏移,时间分布非高斯展宽。须优化信号链路带宽匹配与基线稳定电路,采用数字波形后处理校正,并以脉冲波形模板拟合提取精确到达时刻。

3.2电磁干扰与串扰。

测试环境中电磁脉冲或通道间串扰可在定时甄别器输入端产生与真实信号相似的干扰脉冲,其到达时间与真实事件存在随机相位差,在时间分布中形成虚假边带或展宽时间谱。须采用双层电磁屏蔽、通道隔离及信号幅度阈值筛选以抑制非物理定时事件。


时间抖动测试-东谱实验室
原理:以重复脉冲辐射源或单光子源入射待测探测器,精确记录每次事件输出脉冲的到达时间,统计大量事件到达时间相对于参考信号的时间差分布,计算该分布的均方根偏差或半高全宽,即为时间抖动。时间抖动反映探测器及读出电子学系统的时间响应不确定性。
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