[发明专利]使用分离式读出电极的阻性井型探测器制备方法

说明书

本公开提供一种使用分离式读出电极的阻性井型探测器制备方法，包括：步骤S1：制备阻性电极的PCB；步骤S2：制备读出电极PCB；步骤S3：制备放大区PCB；步骤S4：将阻性电极PCB与放大区PCB粘合在一起形成阻性井型结构；以及步骤S5：将读出电极PCB与步骤S4制备的阻性井型结构进行组装，完成使用分离式读出电极的阻性井型探测器的制备。其可以有效缓解现有技术中探测器和电子学板难以拆卸，制作和安装的难度高，成品率较低，研制与维护成本加大等技术问题。

技术领域

本公开涉及数字强子量能器及探测器技术领域，尤其涉及一种使用分离式读出电极的阻性井型探测器制备方法。

背景技术

在高能物理领域，对撞机实验是一种用以探索微观粒子以及寻找新物理的重要手段，对撞后产生的一些末态粒子在各个类型的探测器中有响应，即各探测器能记录特定的末态粒子的运动轨迹。随着对撞机能量以及亮度的不断提高，探测器需要在极端的条件下工作，这对探测器的性能提出了挑战。而在未来的对撞机实验中，由于传统的量能器对喷注的能量分辨率已经到达极限。因此，如何进一步提高喷注的能量分辨率成为一大难点，而这也推动了探测器技术的发展。经过不断的发展，研究人员提出一种基于粒子流算法的探测器系统，其核心是由各个子探测器系统测量对其灵敏的末态粒子，能够跟踪粒子在探测器内的发展。对于量能器系统而言，一种高颗粒度的量能器系统能够对不同的喷注进行有效地区分，提高对喷注的能量分辨率。高颗粒度的量能器系统是由一层吸收体一层灵敏探测器反复交叠构成，是一种取样型量能器，其结构如图1所示。对于强子量能器，不锈钢因其具有合适的核相互作用长度而被选为吸收体，灵敏探测器则有多种候选方案，比如闪烁体探测器以及气体探测器等等。气体探测器由于能量沉积涨落大，适合数字以及半数字读出，可以作为未来对撞机实验中数字或者半数字强子量能器灵敏探测器的候选方案。考虑探测器系统造价以及性能等因素，一般要求灵敏探测器具有均匀性好、增益高、死区小以及结构要紧凑等。

现阶段，微结构气体探测器(Micro-Pattern Gaseous Detector，MPGD)由于较好的位置分辨、造价低、易于大面积制作以及级联使用方便等特点而在高能物理领域得到了广泛应用。同时，为了适应于不同的应用场合，微结构气体探测器也在不断地发展。以厚型气体电子倍增器(Thick Gas Electron Multiplier，THGEM)为例，通常是2～3片THGEM膜级联使用，而为了使探测器结构变得简单以及更易于制作，微结构气体探测器领域的研究人员在此基础上发展了阻性板井型探测器(Resistive Plate WELL，RPWELL)如图2a所示，以及阻性井型探测器(Resistive WELL，RWELL)，如图2b所示。对于强子能量器的应用需求，阻性井型结构的气体探测器因其结构简单等优点而显得更具竞争力。因此，在预研的对撞机实验中井型探测器是作为数字强子量能器灵敏探测器的候选者。结合高颗粒度的需求，需要对探测器的读出阳极板进行精细的划分。研究表明，尺寸为1cm×1cm的读出单元通常能满足物理需求，而这对于一个探测器尺寸为100cm×50cm的单个探测器而言需要5000路读出通道。而为了保证结构的紧凑性，需要将读出电子学直接集成在读出电极PCB上，这给大面积的探测器制作以及读出电子学在读出电极PCB上的安装带来了极大的困难。例如，探测器和ASIC芯片集成式的阳极板采用如图2a或图2b所示的使用胶进行粘接的方法，导致的结果是粘接之后探测器和电子学板难以拆卸，不仅会提高制作和安装的难度，降低成品率，还会极大地提高探测器系统的研制与维护成本。因此，需要一种新的耦合方式使得探测器与集成了读出电子学的阳极板可分离，从而简化探测器系统的安装制作过程，并降低造价。

发明内容

(一)要解决的技术问题

基于上述问题，本公开提供了一种使用分离式读出电极的阻性井型探测器制备方法，以缓解现有技术中探测器和电子学板难以拆卸，制作和安装的难度高，成品率较低，研制与维护成本加大等技术问题。

(二)技术方案

本公开提供一种使用分离式读出电极的阻性井型探测器制备方法，包括：