Микрополосковый кремниевый детектор для изучения быстропротекающих процессов на пучке синхротронного излучения

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В статье описано текущее состояние разработки прототипа детектора для изучения быстропротекающих процессов (DIMEX) основанного на кремниевом микрополосковом сенсоре. Кремниевый микрополосковый сенсор изготовлен из кремния n-типа с p-имплантами в форме полосок. На полоски по всей длине нанесены алюминиевые контакты с площадками для микросварки на концах. Сигналы с полосок считываются с помощью специально разработанной для этого проекта интегральной схемы DMXS6A, которая содержит шесть регистрирующих электронных каналов со схемой компенсации темнового тока на входе, четырьмя интеграторами, 32 ячейками аналоговой памяти и аналоговым сдвиговым регистром. Каждая полоска сенсора соединена с охранным кольцом через резистор 400 Ом и со входом канала регистрации через резистор 100 кОм. Такой резистивный делитель на входе канала регистрации позволяет адаптировать динамический диапазон интегратора микросхемы регистрации к полному диапазону изменения потока фотонов в канале вывода синхротронного излучения № 8 накопителя ВЭПП-4М, оснащенного девятиполюсным вигглером с полем 1.95 Тл в качестве источника синхротронного излучения. Измерения динамического диапазона прототипа DIMEX-Si показали, что максимальный поток, который может быть зарегистрирован в линейном режиме, превышает 105 фотонов/канал от каждого сгустка электронов в накопителе. Также была продемонстрирована способность детектора регистрировать сигналы от сгустков, следующих через 55 нс в многосгустковом режиме, имитирующем работу строящегося в Новосибирской области источника синхротронного излучения поколения 4+ СКИФ, на котором планируется применять такой детектор.

Об авторах

В. М. Аульченко

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН

Email: L.I.Shekhtman@inp.nsk.su
Россия, 630090, Новосибирск

А. А. Глушак

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН; Центр коллективного пользования “СКИФ” Института катализа им. Г.К. Борескова; Томский государственный университет

Email: L.I.Shekhtman@inp.nsk.su
Россия, 630090, Новосибирск; Россия, 630090, Новосибирск; Россия, 634050, Томск

В. В. Жуланов

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН

Email: L.I.Shekhtman@inp.nsk.su
Россия, 630090, Новосибирск

А. Н. Журавлев

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН; Центр коллективного пользования “СКИФ” Института катализа им. Г.К. Борескова

Email: L.I.Shekhtman@inp.nsk.su
Россия, 630090, Новосибирск; Россия, 630090, Новосибирск

В. А. Киселев

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН

Email: L.I.Shekhtman@inp.nsk.su
Россия, 630090, Новосибирск

В. Н. Кудрявцев

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН; Новосибирский государственный университет

Email: L.I.Shekhtman@inp.nsk.su
Россия, 630090, Новосибирск; Россия, 630090, Новосибирск

П. А. Пиминов

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН; Центр коллективного пользования “СКИФ” Института катализа им. Г.К. Борескова

Email: L.I.Shekhtman@inp.nsk.su
Россия, 630090, Новосибирск; Россия, 630090, Новосибирск

В. М. Титов

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН

Email: L.I.Shekhtman@inp.nsk.su
Россия, 630090, Новосибирск

Л. И. Шехтман

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН; Новосибирский государственный университет; Томский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: L.I.Shekhtman@inp.nsk.su
Россия, 630090, Новосибирск; Россия, 630090, Новосибирск; Россия, 634050, Томск

Список литературы

  1. Tolochko B.P., Kosov A.V., Evdokov O.V., Zhogin I.L., Ten K.A., Pruuel E.R., Shekchtman L.I., Aulchenko V.M., Zhulanov V.V., Piminov P.F., Nazmov V.P., Zolotarev K.V., Kulipanov G.N. // Phys. Procedia. 2016. V. 84. P. 427. https://www.doi.org/10.1016/j.phpro.2016.11.072
  2. Piminov P.A., Baranov G.N., Bogomyagkov A.V., Berkaev D.E., Borin V.M., Dorokhov V.L., Karnaev S.E., Kiselev V.A., Levichev E.B., Meshkov O.I., Mishnev S.I., Nikitin S.A., Nikolaev I.B., Sinyatkin S.V., Vobly P.D., Zolotarev K.V., Zhuravlev A.N. // Phys. Procedia. 2016. V. 84. P. 19. https://www.doi.org/10.1016/j.phpro.2016.11.005
  3. Aulchenko V.M., Zhulanov V.V., Kulipanov G.N., Ten K.A., Tolochko B.P., Shekhtman L.I. // Physics-Uspekhi. 2018. V. 61. № 6. P. 515. https://www.doi.org/10.3367/UFNe.2018.01.038339
  4. Aulchenko V., Papushev P., Ponomarev S., Shekhtman L., Zhulanov V. // J. Synchrotron Radiation. 2003. V. 10. № 5. P. 361. https://www.doi.org/10.1107/S0909049503009142
  5. Aulchenko V., Evdokov O., Ponomarev S., Shekhtman L., Ten K., Tolochko B., Zhogin I., Zhulanov V. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2003. V. 513. Iss. 1–2. P. 388. https://www.doi.org/10.1016/j.nima.2003.08.067
  6. Aulchenko A., Zhulanov V., Shekhtman L., Tolochko B., Zhogin I., Evdokov O., Ten K. // Nuclear Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2005. V. 543. Iss. 1. P. 350. https://www.doi.org/10.1016/j.nima.2005.01.254
  7. Aulchenko V.M., Evdokov O.V., Shekhtman L.I., Ten K.A., Tolochko B.P., Zhogin I.L., Zhulanov V.V. // J. Instrumentation. 2008. V. 3. № 5. P. P05005. https://www.doi.org/10.1088/1748-0221/3/05/P05005
  8. Aulchenko V.M., Evdokov O.V., Shekhtman L.I., Ten K.A., Tolochko B.P., Zhogin I.L., Zhulanov V.V. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2009. V. 603. Iss. 1–2. P. 73. https://www.doi.org/10.1016/j.nima.2008.12.163
  9. Aulchenko V.M., Baru S.E., Evdokov O.V., Leonov V.V., Papushev P.A., Porosev V.V., Savinov G.A., Sharafutdinov M.R., Shekhtman L.I., Ten K.A., Titov V.M., Tolochko B.P., Vasiljev A.V., Zhogin I.L. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2010. V. 623. Iss. 1. P. 600. https://www.doi.org/10.1016/j.nima.2010.03.083
  10. Ten K.A., Pruuel E.R., Merzhievsky L.A., Lukjanchikov L.A., Tolochko B.P., Zhogin I.L., Shekhtman L.I. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2009. V. 603. Iss. 1. P. 160. https://www.doi.org/10.1016/j.nima.2008.12.192
  11. Titov V.M., Pruuél E.R., Ten K.A., Luk’yanchikov L.A., Merzhievskii L.A., Tolochko B.P., Zhulanov V.V., Shekhtman L.I. // Combustion, Explosion and Shock Waves. 2011. V. 47. № 6. P. 615. https://www.doi.org/10.1134/S0010508211060013
  12. Pruuel E.R., Ten K.A., Tolochko B.P., Merzhievskii L.A., Luk’yanchikov L.A., Aul’chenko V.M., Zhulanov V.V., Shekhtman L.I., Titov V.M. // Doklady Physics. 2013. V. 58. № 1. P. 24. https://www.doi.org/10.1134/S1028335813010035
  13. Ten K.A., Pruuel E.R., Kashkarov A.O., Rubtsov I.A., Antipov M.V., Georgievskaya A.B., Mikhailov A.L., Spirin I.A., Aulchenko V.M., Shekhtman L.I., Zhulanov V.V., Tolochko B.P. // Combustion, Explosion and Shock Waves. 2018. V. 54. № 5. P. 606. https://www.doi.org/10.1134/S0010508218050143
  14. Shekhtmana L.I., Aulchenko V.M., Kudryavtsev V.N., Kutovenko V.D., Titov V.M., Zhulanova V.V., Pruuel E.L., Ten K.A., Tolochko B.P. // Phys. Procedia. 2016. V. 84. P. 189. https://www.doi.org/10.1016/j.phpro.2016.11.033
  15. Aulchenko V., Pruuel E., Shekhtman L., Ten K., Tolochko B., Zhulanov V. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2017. V. 845. P. 169. https://www.doi.org/10.1016/j.nima.2016.05.096
  16. Shekhtman L.I., Aulchenko V.M., Zhulanov V.V., Kudashkin D.V. // Bull. RAS: Phys. 2019. V. 83. № 2. P. 220. https://www.doi.org/10.3103/S1062873819020254
  17. Shekhtman L., Aulchenko V., Kudryavtsev V., Kutovenko V., Titov V., Zhulanov V. // AIP Conf. Proc. 2020. V. 2299. Iss. 1. P. 050004. https://www.doi.org/10.1063/5.0030393
  18. Shekhtman L., Aulchenko V., Kudashkin D., Kudryavtsev V., Pruuel E., Ten K., Tolochko B., Zhulanov V. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2020. V. 958. P. 162655. https://www.doi.org/10.1016/j.nima.2019.162655
  19. Aulchenko V.M., Shekhtman L.I., Zhulanov V.V. // Optoelectronics, Instrumentation and Data Processing. 2020. V. 56. P. 81. https://www.doi.org/10.3103/S8756699020010112

Дополнительные файлы


© В.М. Аульченко, А.А. Глушак, В.В. Жуланов, А.Н. Журавлев, В.А. Киселев, В.Н. Кудрявцев, П.А. Пиминов, В.М. Титов, Л.И. Шехтман, 2023