三级GEM气体探测器性能的实验研究

GEM探测器是一种新型微型气体探测器(Micrc-Pattern Gas Detector),在粒子物理实验及低能X射线成像系统中有着较大的应用前景．文章研制了一种适用于低能X射线成像和带电粒子径迹测量的三级GEM气体探测器．使用放射源55Fe对其气体放大特性、电荷传输效率及能量分辨本领等性能进行了实验研究,重点研究了传输区电场对气体有效增益和能量分辨本领的影响．实验结果表明,三级GEM探测器的暗电流和噪声较小,有效增益能够达到105以上并稳定地工作,对5．9keV的X射线能量分辨率可达24％,传输区电场强度大于3000V／(cm·atm)时,能量分辨率基本稳定在30％左右．

基于场效应管开关阵列的GEM探测器读出方式

为实现探测器信号成像要求,研究一种气体电子倍增膜(gas electron multiplier,GEM)探测器的读出方法。采用印刷电路技术,将读出电极盘与场效应管的分立元件组合构成阵列,通过场效应管开关阵列,读出GEM探测器信号,并实现成像。实测表明:该方法的动态范围(最大信号与噪声高宽的比值)可达7.3×104,积分非线性小于0.324%,灵敏度为2.55 V/nC,可实现30帧/s的实时成像。该方法具有制作工艺简单、参数可调、成本低等优点,为随后采用厚膜技术及薄膜场效应管技术读出GEM探测器提供了重要的设计依据。