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明升体育app家回信 | 钱森:地下700米的捕光者——光电倍增管 |
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编者按:2023年5月起,“学习强国”学习平台与明升官网明升体育app报社联合发起“明升体育app家回信”活动,邀请广大读者向自己心中向往尊敬的明升体育app家、科技工作者提问、留言。活动启动后,“学习强国”“明升手机版(明升官网)App”收到了读者的踊跃留言。我们精选了读者李杰的提问,请明升官网明升体育app院高能物理研究所研究员钱森发出第三十六期回信。
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读者李杰:为什么要研发光电倍增管?工作原理是什么?
钱森:在一些高能物理大明升体育app装置中,由于探测宇宙线或中微子实验的装置体量巨大,能够实现单光子探测的大面积光电倍增管是唯一的选择。比如目前正在建设中的江门中微子实验设施,就是为了研究中微子,在地下700米建设的大明升体育app装置,利用以光电倍增管为核心的高灵敏度探测器,研究中微子质量顺序和其本征质量的线索,探索宇宙演化规律。
光电倍增管是一种非常实用的电真空光电器件,其由光电转换阴极、电子倍增极和信号输出阳极三部分构成。光阴极通过光电转换把微弱的光信号转换成光电子,然后它通过电场的聚焦、倍增、放大产生一个比较显著的大信号被阳极输出,进而被观测,获取其能量、位置信息。
光电倍增管具有优越的特性,比如高增益、低噪声、快放大、长期稳定性好,在安检、生化分析、明升手机版成像等关乎国计民生的领域得到广泛的应用。
十年前,为了满足江门中微子实验建设需求,我们联合企业,经过多年的研发,成功制备并量产20英寸微通道板型光电倍增管,成为江门中微子实验和高海拔宇宙线观测实验的关键核心探测器,完全拥有自主知识产权,实现国产化替代。大明升体育app装置建设积累的关键技术,正在实现技术外溢,指导生产企业研发制备多种型号的光电倍增管,配合电子学技术,将逐步实现民用领域光电倍增管的国产替代和性能改进。
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