RU2383035C1

RU2383035C1 - Multilayer gas electron multiplier

Info

Publication number: RU2383035C1
Application number: RU2008121011/28A
Authority: RU
Inventors: Виктор Васильевич Скворцов (RU); Виктор Васильевич Скворцов
Priority date: 2008-05-26
Filing date: 2008-05-26
Publication date: 2010-02-27
Also published as: RU2008121011A

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: invention relates to acceleration equipment and can be used in high-energy physics, nuclear physics and astrophysics for detecting charged particles at low and high intensities. The technical result is achieved due to that all gas electron multipliers are connected into a single device and have common electrodes with multi-stage connection.

EFFECT: increased electron multiplier gain, faster operation, possibility of determining coordinates of particles.

1 dwg

Description

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано в физике высоких энергий, ядерной физике, астрофизике.The invention relates to accelerator technology and can be used in high energy physics, nuclear physics, astrophysics.

Газовый электронный умножитель или Gas Electron Myltiplier (GEM) относится к классу газовых детекторов. Известно устройство (F.Sauli, "GEM: a new concept for electron amplification in gas" Nuclear Instruments and Methods, A 386, pp 531-534, 1997), представляющее собой тонкую диэлектрическую пластину, покрытую с двух сторон медной фольгой, в которой проделано множество отверстий.Gas electron multiplier or Gas Electron Myltiplier (GEM) belongs to the class of gas detectors. A device is known (F. Sauli, "GEM: a new concept for electron amplification in gas" Nuclear Instruments and Methods, A 386, pp 531-534, 1997), which is a thin dielectric plate coated on both sides with copper foil, in which made a lot of holes.

При подаче напряжения между медными электродами в отверстиях возникает сильное электрическое поле. Электроны, появляющиеся в газовом промежутке при внешнем излучении, под воздействием электрического поля начинают дрейфовать и фокусироваться в отверстиях. В этих отверстиях за счет сильного электрического поля развиваются электронные лавины. Часть электронов лавины выходит из отверстия в газовый промежуток на другую сторону пластины, что используется для дальнейшего усиления или регистрации на считывающем электроде.When voltage is applied between the copper electrodes, a strong electric field appears in the holes. Electrons that appear in the gas gap during external radiation, under the influence of an electric field, begin to drift and focus in the holes. Due to the strong electric field, electronic avalanches develop in these holes. Some of the avalanche electrons exit the hole in the gas gap on the other side of the plate, which is used for further amplification or registration at the read electrode.

В данном устройстве имеются следующие недостатки: коэффициент усиления зависит от напряжения, приложенного между металлическими пластинами, и ограничен возможностью пробоя изоляции диэлектрической пластины.This device has the following disadvantages: the gain depends on the voltage applied between the metal plates, and is limited by the possibility of breakdown of the insulation of the dielectric plate.

Для повышения коэффициента усиления используется каскадное включение газовых электронных умножителей (A.Breskin, "GEM photomultiplier operation in CF4" Nuclear Instruments and Methods, A 483, pp 670-675, 2002).To increase the gain, cascade inclusion of gas electron multipliers is used (A.Breskin, "GEM photomultiplier operation in CF4" Nuclear Instruments and Methods, A 483, pp 670-675, 2002).

Недостатком такого устройства является пропорциональное увеличение стоимости детектора (основная стоимость связана с изготовлением электрода) и заметное усложнение конструкции камеры.The disadvantage of this device is the proportional increase in the cost of the detector (the main cost is associated with the manufacture of the electrode) and a noticeable complication of the design of the camera.

Для упрощения изготовления электрода и конструкции камеры в целом предлагается изготовление газовых электронных умножителей с большими коэфициентами усиления на основе многослойной печатной платы.To simplify the manufacture of the electrode and the design of the chamber as a whole, it is proposed to manufacture gas electron multipliers with high gain coefficients based on a multilayer printed circuit board.

На чертеже изображено заявляемое устройство. Газовый электронный умножитель выполнен в виде многослойной печатной платы из фольгированного стеклотекстолита со сквозными отверстиями. При прохождении лавины электронов через устройство происходит последовательное усиление сигнала на парных слоях 1, 2, 3. Первый газовый электронный умножитель имеет общий электрод со вторым газовым электронным умножителем, а второй газовый электронный умножитель имеет общий электрод с третьим газовым электронным умножителем. Считывание усиленного сигнала происходит с нижнего слоя 3 газового электронного умножения.The drawing shows the inventive device. The gas electron multiplier is made in the form of a multilayer printed circuit board made of foil fiberglass with through holes. When an electron avalanche passes through the device, the signal is sequentially amplified on the paired layers 1, 2, 3. The first gas electron multiplier has a common electrode with the second gas electron multiplier, and the second gas electron multiplier has a common electrode with the third gas electron multiplier. The amplified signal is read from the lower layer 3 of the gas electron multiplication.

Claims

A device for measuring the coordinate of the trajectory of charged particles, including gas electron multipliers, characterized in that the gas electron multipliers are connected as a multilayer printed circuit board, the first gas electron multiplier having a common electrode with the second gas electron multiplier, and the second gas electron multiplier common electrode with a third gas electron multiplier.