采用 Davies-Cotton 反射镜的切伦科夫望远镜的设计约束
天体物理仪器与方法
2013-04-08 v1
摘要
本文讨论了采用 Davies-Cotton 反射镜的高性能地基伽马射线切伦科夫望远镜的构建。对于此类望远镜的设计，通常物理条件约束了视场，而光电传感器尺寸则由有限的选择所定义。考虑到光电传感器前方的光集中器效应，本文证明这些约束足以相互制约所有其他设计参数。一旦引入视场边缘点扩散函数值与像素视场之间的关系，各设计参数间的依赖性便自然显现。为能将此约束纳入方程组，本文通过泰勒展开和光线追踪模拟，推导出拼接式 Davies-Cotton 反射镜点扩散函数的解析描述。纳入高阶项使结果精确度达到百分比水平。本文提供了切伦科夫望远镜典型参数空间内的设计曲线，并讨论了所有设计参数对整体设计的影响。通过允许对具有相同物理性能的多种方案进行即时比较，可以确定最具成本效益的解决方案。重点讨论了固态光集中器的可能应用，其通常约两倍于传统的聚光能力允许使用小型光电传感器，如盖革模式雪崩光电二极管。这在切伦科夫望远镜阵列可能设计方案的背景下进行了更详细的讨论。特别是，比较了一种采用空心光锥的 60 mm² 光电传感器方案与一种采用实心光锥的 36 mm² 方案。
引用
@article{arxiv.1301.6556,
title = {Design constraints on Cherenkov telescopes with Davies-Cotton reflectors},
author = {Thomas Bretz and Mathieu Ribordy},
journal= {arXiv preprint arXiv:1301.6556},
year = {2013}
}