LHAASO-WFCTA标定中的大气模型及相关工作研究

论文摘要

宇宙线是1912年被发现的,自被发现起,许多研究人员都对其进行了详细的研究,但是到现在仍有很多没有得到解决的问题。为这些问题,高海拔宇宙线观测站应运而生。位于四川省稻城县海拔4400米的高海拔宇宙线观测站（Large High Altitude Air Shower Observatory,LHAASO）是一个大型宇宙线观测阵列,主要的科学目标是宇宙线能谱的测量,以及解决高能宇宙线起源这一世纪难题。广角切伦科夫望远镜阵列（Wide Field-of-view Cherenkov Telescope Array,WFCTA）是LHAASO的三个主要探测器件之一,作用是对从30TeV到若干EeV的宇宙线能谱进行测量。以便解释宇宙线能谱发生变化的现象以及宇宙线起源加速机制。宇宙线在进入地球之前会与大气产生广延大气簇射,并发出切伦科夫光。WFCTA也是基于此原理进行捕捉观测宇宙线的。由于LHAASO站区选址在海拔4300米的稻城县海子山。该地区目前的大气物理数据还没有确切得到,所以需要进行预先模拟。模拟LHAASO站区上空大气深度垂直分布廓线,以此作为WFCTA望远镜标定工作的大气依据。本文针对已有的羊八井观测站大气数据和MSISE90大气模型数据进行比较,发现MSISE90大气模型基本符合高海拔山地气候大气深度变化。因此基于此模型,模拟了LHAASO站区稻城上空的大气深度分布,给出了大气分布垂直廓线变化趋势。根据WFCTA的前置放大电路版,设计测试系统。通过测试系统进行检测,以检测是否满足WFCTA对动态范围、分辨率以及增益稳定性的要求。又研究了满足WFCTA望远镜阵列绝对标定工作的稳定LED电路模块,以进行WFCTA工作过程中的标定。同时本文进行了切伦科夫望远镜镜面的标定工作,设计测试了镜面的透射率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 宇宙线简介
•   1.2 宇宙线探测方式
•   1.3 LHAASO简介
•   1.4 论文研究思路
• 第2章 宇宙线探测研究
•   2.1 宇宙线的起源
•   2.2 宇宙线探测方式
•     2.2.1 空间观测
•     2.2.2 地面捕捉
•   2.3 广延大气簇射
•   2.4 大气切伦科夫光
•   2.5 高海拔宇宙线观测站（LHAASO）
• 第3章 大气垂直分布廓线研究
•   3.1 大气深度分布廓线
•     3.1.1 MSISE90 大气模型
•     3.1.2 数据分析
•   3.2 LHAASO站区的大气深度垂直廓线分布
• 第4章 前置放大电路研究测试
•   4.1 WFCTA望远镜介绍
•   4.2 望远镜成像探头
•   4.3 测试系统介绍
•   4.4 系统测试
•     4.4.1 硅光电倍增管工作原理
•     4.4.2 测试方法
•     4.4.3 计算输出信号
•   4.5 前放板测试结果
• 第5章 WFCTA相对标定中稳定LED电路研究
•   5.1 望远镜标定研究
•     5.1.1 标定影响
•     5.1.2 标定方案
•   5.2 相对标定电路设计
•   5.3 电路输出测试
• 第6章 WFCTA滤光玻璃测试
•   6.1 WFCTA滤光玻璃介绍
•   6.2 WFCTA滤光玻璃测试方案
•   6.3 WFCTA滤光玻璃测试结果
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科技成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 姜文印

导师: 贾焕玉

关键词: 大气深度,前置放大电路,标定系统

来源: 西南交通大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 西南交通大学

基金: 国家自然科学基金No.11847307

分类号: O572.1

DOI: 10.27414/d.cnki.gxnju.2019.000943

总页数: 59

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