Speaker
益玥 李
(山东大学，山东高等技术研究院)
Description
塑料闪烁光纤探测器由闪烁光纤和光电转换器件组成，可实现对带电粒子位置和时间信息的精确测量。相较于传统塑料闪烁体探测器，塑闪光纤具有更高的颗粒度，可以提供更好的位置探测能力。随着光纤工艺和具备单光子探测能力的硅光电倍增器(Silicon photomultipliers, SiPM)的发展，基于SiPM 阵列读出的塑料闪烁光纤探测器在设计制造上的成本和复杂度降低，可实现多种尺寸和形状的制备，并能够提供与传统硅微条探测器相当的高位置分辨率，因而在粒子物理实验和缪子成像等领域具有广泛的应用前景。
为了研制大尺寸、高位置分辨的塑料闪烁光纤探测器，深入理解该类探测器的光学响应机制至关重要。该工作从单根光纤的发光机制和光收集过程入手，充分研究了光纤成分和几何结构对光纤发光过程、光子束缚效率、光衰减以及光纤之间的串扰效应等的影响，讨论了SiPM的探测效率、增益、噪声以及饱和效应等性能对到达端面的光子的探测效应，最终利用Geant4模拟软件构建了塑料闪烁光纤探测器的参数化光学响应模型，模拟分析1mm直径光纤探测器的响应过程。该模型可以获得带电粒子穿过闪烁光纤后到达端面的光子数量、波长和空间分布以及SiPM的响应通道数等信息，普遍适用于基于SiPM读出的塑料闪烁光纤探测器，可以为该类探测器的整体设计和研制提供指导。
