基于激光二极管的快时间飞行探测器校准系统

一个基于商用器件（如发光在可见光范围 $\sim 400$ nm 的激光二极管、多模光纤跳线、熔融光纤分路器和光开关）的系统可被组装，用于对具有光电倍增管（PMTs）读出的多通道时间飞行（TOF）探测器进行时间校准。由于可用的激光二极管源峰值功率有限，此类系统的主要实验问题在于紧张的光功率预算。此外，虽然熔融光纤分路器技术在电信波长范围（$\lambda \sim 850, 1300-1500$ nm）常见，但在可见光范围不易获得。因此，必须专门进行广泛的实验室测试以确认所用光学元件的适用性，并构建了全尺寸时间校准原型机。所得结果表明，利用此类系统，可达到 20-30 ps 范围的校准分辨率（$\sigma$）。因此，时间分辨率在 50-100 ps 范围的快多通道 TOF 探测器可轻松进行时间校准。测试光学元件的结果也可能引起基于 PMT 的不同光检测系统时间校准的兴趣，例如用于大型液氩时间投影室（LAr TPCs）中电离粒子发射的真空紫外闪烁光检测的系统。