我实验室研制的中国首台μSR谱仪样机探测器第三次束流测试圆满完成
2019年11月13日和14日，我实验室博士研究生潘子文在英国STFC ISIS Muon Facility的μSR谱仪EMU上对国内首台128路μSR谱仪样机探测器和电子学进行了第三次束流测试。ISIS的谱仪科学家Dr. Stephen Cottrell（图1左图左一）和Dr. Daniel Pooley（图1左图右一）参与并协助了本次实验。初步分析测试结果并与Cottrell以及ISIS Detector Group组长Dr. Nigel Rhodes讨论后，一致认为升级后的探测器和电子学性能达到与ISIS μSR谱仪同一水平。本次束流测试将推进128路谱仪样机的建成。
图1第三次束流测试留影。
图2双环型谱仪样机升级为四环型谱仪样机。
自19年4月至10月，经过半年的努力（选材，优化加工方法和封装方式等），探测器的性能相比第二次束流测试所用探测器有了大幅提升，信噪比更好。图3给出了两次束流测试正电子在探测器中沉积能量的脉冲幅度谱，考虑PMT偏压从1400V到1500V的增益变化，确定升级后的探测器在相同沉积能量下的信号幅度增加了约80%。图4则给出了两次束流测试探测器计数损失情况。明显可以看出，第二次束流测试的探测器和电子学在μSR谱早期存在明显的计数损失（偏离水平段的程度），而升级后的探测系统在当前计数率下计数损失不明显。图5则给出了Chinese detector和ISIS detector与Chinese DAE（电子学）和ISIS DAE分别连接时的计数损失情况。通过比较各图μSR谱早期偏离水平位置的程度可知升级后的探测系统性能和ISIS的探测系统性能相当。通过对比升级后的探测系统（包含探测器和电子学）与第二次束流测试的探测系统以及ISISμSR探测系统的性能，可以确定新研制的探测系统性能有了明显提升，并且达到了国际同类谱仪水平。
图3两次束流测试探测器脉冲幅度谱。
图4两次束流测试损失计数情况对比。
根据本次束流测试结果，接下来本实验室将优化PMT管套设计以及谱仪支撑框架设计，逐步完成128路样机的搭建工作。
图5不同连接方式下计数率接近时的计数损失情况。
致谢：
本实验室研究生潘子文、董靖宇、原钺以及电子学实验室付恩琪同学为探测器和电子学升级做了大量优化和测试工作，在此表示感谢。本实验室特别感谢北京昊唐兴核技术公司为探测器的研制工作提供的技术支持，以及ISIS Muon Group和ISIS Detector Group提供束流测试资源和技术支持。
