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BGO量能器系统的组成和配套


    BGO量能器的主要任务是进行高能宇宙线粒子的能量测量,并通过测量簇射沉积能量的空间分布来进行粒子种类鉴别(区分电子和强子),以及提供触发信息。
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图1 暗物质探测卫星有效载荷结构

    图1 绿色部分给出了BGO量能器的探测器结构。
    BGO量能器分系统的有效功能单元主要包括BGO探测器和相应的前端电子学(简称FEE),其次包括探测器和电子学的支撑屏蔽结构。
    BGO探测器主要由308根BGO晶体构成,共分为7个坐标面,每个坐标面分为两层互成直角排列,面积为60 cm×60 cm,每一层由22根晶体排列组成,每根的尺寸为2.5 cm×2.5 cm×60 cm。每个晶体两端各配合1个R5610A-01光电倍增管(PMT)进行信号输出。
    BGO探测器共有14层,每层22个探测器单元,每个探测器单元输出2、5、8三路打拿极信号。其中1、2、3、4及11、12、13、14层需要输出击中信号。探测器共有四个侧面,对每个侧面而言,有7层探测器单元需要读出,在满足探测器读出需求的前提下,应尽可能地减少FEE种类和数量,提高集成度。
    为此,设计了三种型号的FEE板,分别命名为A、B、C。其中A型板负责一侧两层探测器单元的读出,其中2、5、8打拿极各44路信号,共计132路,且每层的全部第5、8打拿极各相“或”成一路击中(Hit)信号,送给数管机箱内的触发板。B型板也负责一侧两层探测器单元的读出,其中2、5、8打拿极各44路信号,共计132路,但不产生击中信号。C型板负责一侧一层探测器单元的读出,其中2、5、8打拿极各22路信号,共计66路,不产生击中信号。
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图2 BGO量能器的电子学配置图

    BGO分系统只有一台单机(BGO量能器),它主要由BGO探测单元、FEE、高压扇出板等部件组成。

    BGO分系统组成框图如图3所示。
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图3 BGO量能器组成框图
    


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