Speaker
德伟 许
(散裂中子源科学中心)
Description
漂移室原初电离簇计数（dN/dx）是一种通过统计带电粒子在单位径迹长度上产生的原初电离簇数目实现粒子鉴别的方法。相比传统电离能损（dE/dx）方法，dN/dx 可减弱次级电子引入的朗道涨落影响，在高动量 K/π 介子鉴别中具有较好的应用潜力。面向环形正负电子对撞机（CEPC）等未来高能物理实验对高精度粒子鉴别的需求，本工作设计并研制了一套 120 通道高速波形读出电子学原型系统。系统采用低阻宽带放大与高速连续采样架构，前端通过低阻抗匹配网络和两级宽带电压放大级联，保留微弱电离信号的纳秒级快前沿特征；后端基于 1.3 GSps、14-bit ADC 和 FPGA 实现多通道连续波形数字化、触发控制和高速数据传输。实验室标定结果表明，系统全链路模拟带宽为 550 MHz，多通道增益离散度为 0.82%，带载等效输入噪声为 0.83 μArms，单时钟域固有时间测量精度为 0.88 ns，主要指标满足 dN/dx 信号读出的设计要求。进一步利用该系统与漂移室原型机开展宇宙线联合测试，获得了高信噪比的多通道空间径迹波形，并基于二阶导数寻峰方法初步提取复杂堆叠波形中的局部电离峰，测得宇宙线 μ 子的平均 dN/dx 约为 5.5 cm⁻¹。针对实测值低于理论预期的现象，本工作进一步分析了接口阻抗失配引发的信号反射，并通过仿真研究了堆叠信号脉冲漏判对计数效率的影响。后续将重点围绕接口阻抗匹配与峰值识别算法开展综合优化，以进一步提升原初电离簇的识别准确率，系统性验证 dN/dx 测量在实际探测器条件下的粒子鉴别性能。
