带纤维增强 PMT 的水Cerenkov探测器用于宇宙射线观测
仪器与探测器
2025-02-26 v1
摘要
水Cerenkov 探测器（WCDs）在宇宙射线观测中广泛应用。本文首次提出一种成本效益高的 WCD 设计，将小型光子倍增管（PMT）与波长转换纤维（WLS 纤维）捆绑集成。我们在实验室构建了一个 WCD 原型，采用由小型 PMT 与 WLS 纤维捆绑组成的光子传感器。本文详细描述了纤维-PMT 结构及 WCD 的构成。测量结果显示，该光子传感器的时间偏移为 6.71 ns。使用宇宙射线 μ 子，WCD 原型在最佳条件下实现最高 30 个光子电子，时间分辨率为 2.3 ns。此外，不同触发配置的测试表明其性能均匀性良好。这些发现验证了所提出设计的可行性。与采用独立 PMT 的 WCD 及配备纤维-PMT 的 WCD 进行比较分析显示，纤维-PMT 在光子收集效率上实现近 200% 的提升，尽管在时间性能上略有下降。
引用
@article{arxiv.2502.18027,
title = {Water Cherenkov detectors with fiber enhanced PMT for cosmic ray observation},
author = {H. Sun and Z. Huang and B. Wang and D. Liu and S. Ji and C. Feng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.18027},
year = {2025}
}
备注
12 pages,25 figures