Photonis 将为 PANDA Barrel DIRC 提供光电传感器

Photonis 的Planacon™方形 MCP-PMT 已被选为 PANDA 实验的 Barrel DIRC 探测器的光电传感器。PANDA 是反质子和离子研究设施 (FAIR) 的大型粒子物理实验，该设施是达姆施塔特正在建设的加速器综合体。图 1 显示了 PANDA 实验的横截面，并指示了 Barrel DIRC 探测器的位置。整个探测器总共需要 128 个 Planacons。

图 1：PANDA 实验，突出显示了两个 DIRC 探测器：左侧为 Barrel DIRC，右侧为端盖 DIRC(图片由 GSI 提供)。

DIRC 代表内部反射切伦科夫光检测。以接近光速行进的粒子穿过由合成熔融石英(“石英”)制成的长条，并产生极少量的所谓切伦科夫光。经过多次内部反射后，部分光被极其灵敏的光电传感器面板检测到，见图 2。DIRC 探测器对于识别穿过的粒子类型至关重要，在这种情况下，主要是为了区分π介子 (π) 和卡翁 (K)。该应用对光电传感器提出了极高的要求：它们需要在最恶劣的辐射条件和强磁场中运行多年，保持良好的位置和定时分辨率并保持出色的灵敏度。光电传感器的总有效面积超过 3,300 cm²。

图 2：说明 DIRC 探测器的工作原理：切伦科夫光在石英棒内反射多次，然后聚焦在光电传感器平面上。使用位置信息识别粒子，此处显示介子(红色)和卡介子(绿色)之间不同的切伦科夫发射角如何导致光电传感器平面上的不同焦点。(图片来源：Serge Duarte Pinto，Photonis)

选择 Planacon 作为 PANDA DIRC 探测器的光电传感器是达姆施塔特和埃尔兰根研究小组多年研究、设计和测试的结果。CERN 和其他设施的束流测试(见图 3)显示了这种 DIRC 设计的可行性，并展示了 Planacon 的卓越性能。这是我们旗舰产品 MCP-PMT 一系列招标中的最新一次。近年来，Planacons 已被选为莫斯科附近 JINR 设施的 MPD 实验、CERN 大型强子对撞机 (LHC) 的 ALICE 实验以及许多较小规模应用的光电传感器。

图 3：光束测试装置，石英膨胀棱镜后面有一系列 Planacon，右侧是单个石英棒。CERN，2018(照片由 Jochen Schwiening/GSI 提供)。

Photonis 和 PANDA 实验的下一个挑战将是构建 Endcap Disc DIRC(也如图 1 右侧所示)，这对光电传感器提出了更高的要求。原型已经制作完成，正在测试中。

审核编辑 黄宇