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BESⅢ-TOF探测器PMT检测开题报告

一、选题背景

时间飞行（TOF）探测器是粒子物理学的重要探测器之一，用于粒子物理实验中测量粒子的时间信息，从而确定粒子的动量、质量等物理量。在BESⅢ实验中，TOF探测器是非常重要的探测器之一，被用于鉴别不同种类的带电粒子以及测量它们的动量和质量。TOF探测器采用光电倍增管（PMT）作为信号转换器，并使用读出电路将PMT输出信号转换成数字信号进行处理。PMT的性能直接影响到整个探测器的测量精度和准确度。

随着实验的不断进行，PMT的性能会随着时间的推移而降低，因此需要定期对PMT进行检测和维护，以确保其正常运行。本次开题报告将会介绍BESⅢ-TOF探测器中PMT的检测方法和维护流程，以便保证TOF探测器的正常运行和实验数据的准确性。

二、研究内容

1.PMT检测发光性能

利用光子源测量PMT的光输出性能。在实验中，光子源通常是针对PMT提供连续光量的LED灯条或者针对PMT提供脉冲光量的闪烁光源。通过测量PMT的输出光强度，可以评定PMT的光电转换效率和增益。

2.PMT检测倍增性能

将高压电源连至PMT的光阴极，测量PMT输出带有单光电子峰值的增益。根据单光电子峰的半高宽得出PMT的倍增电压和增益，以及PMT失去倍增能力的高压值。

3.PMT检测时序性能

将射线源（如$^{90}Sr$）放置在PMT前方，并利用示波器记录PMT的输出信号与时间。由此得到PMT的到达时间分辨率。通过选取多个PMT并测量它们的时序性能，可以确定PMT的整体性能，进而评定BESⅢ-TOF探测器的时间分辨率。

4.PMT检测降噪性能

对PMT进行封口和屏蔽处理，在低温环境下使用高增益角度的放大器对其进行检测。根据放大器的输出噪声水平确定PMT的内部噪声水平，以及其降噪能力。

三、意义和目的

本次对BESⅢ-TOF探测器中的PMT进行检测和维护的研究，可以确保TOF探测器正常工作，并得到高质量、高精度的实验数据。这一研究还可以促进PMT技术的进步和提高，推动粒子物理实验的发展。