Entwicklung und Bau eines kompakten elektromagnetischen Kalorimeters:
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INHALTSVERZEICHNIS
EINLEITUNG 1
1 DER HL-DETEKTOR BEI HERA 3
1.1 DER SPEICHERRING HERA. 3
1.2 DER HL-DETEKTOR. 4
1.3 KINEMATIK DER E-P-STREUUNG. 7
2 DAS VLQ-SPEKTROMETER 11
2.1 DIE MOTIVATION FUER DEN BAN DES VLQ-SPEKTROMETERS. 11
2.2 DER AUFBAU DES VLQ-SPEKTROMETERS . 14
2.2.1 UEBERBLICK. 14
2.2.2 DER SPURDETEKTOR. 16
2.2.3 DAS FLUGZEITMESSSYSTEM (TOF) . 18
2.2.4 DAS KALORIMETER . 20
2.2.5 DER FAHRMECHANISMUS . 23
2.3 DIE MESSGENAUIGKEIT DES VLQ-SPEKTROMETERS. 25
2.3.1 ALLGEMEINES. 25
2.3.2 MESSGENAUIGKEIT FUER DIE KINEMATISCHEN VARIABLEN
X
UND
Q
2 26
2.3.3 MESSGENAUIGKEIT FUER DIE Z-VERTEX-KOORDINATE. 28
2.4 VLQ-ANFORDERUNGEN. 29
3 SCHAUERSIMULATIONEN ZUM VLQ-KALORIMETER 31
3.1 KALORIMETERTHEORIE. 31
3.1.1 SCHAUERAUSBREITUNG IN ELEKTROMAGNETISCHEN KALORIMETERN.31
3.1.2 DIE ENERGIEAUFLOESUNG ELEKTROMAGNETISCHER KALORIMETER .33
3.2 OPTIMIERUNG DER GEOMETRIE. 35
3.2.1 OPTIMIERUNG DES ABSORBER-SZINTILLATOR-VERHAELTNISSES.36
3.2.2 OPTIMIERUNG DER STREIFENBREITE DER SZINTILLATOREN.39
3.3 SIMULATION DER OPTIMIERTEN KALORIMETERGEOMETRIE.41
3.3.1 DIE OPTIMIERTE GEOMETRIE DER AKTIVEN STRUKTUR.41
3.3.2 DIE LINEARITAET. 43
3.3.3 DIE ENERGIEAUFLOESUNG.44
3.3.4 DIE ORTSAUFLOESUNG. 45
3.3.5 LECKVERLUSTE. 45
4 DIE AUSLESEELEKTRONIK DES VLQ-KALORIMETERS 49
4.1 DAS OPTISCHE SYSTEM. 49
4.1.1 DER WEG DES IM KALORIMETER ERZEUGTEN LICHTES. 49
4.1.2 DER WELLENLAENGENSCHIEBER-PHOTODIODEN-ARRAY. 53
I
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
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II
INHALTSVERZEICHNIS
4.1.3 AUSWIRKUNGEN VON STRAHLENSCHAEDEN AUF DIE SZINTILLATOREN UND WEL
LENLAENGENSCHIEBER . 57
4.2 EINFUEHRUNG IN DIE THEORIE RAUSCHARMER VORVERSTAERKER. 59
4.2.1 DER MOS-TRANSISTOR. 59
4.2.2 DAS PRINZIP EINES LADUNGSVERSTAERKERS. 66
4.3 DER AUSLESECHIP. 71
4.3.1 DER LADUNGSVERSTAERKER. 71
4.3.2 DER SHAPER . 75
4.3.3 DAS RAUSCHEN DES VORVERSTAERKERS. 77
4.3.4 DAS GESAMTKONZEPT DES AUSLESECHIPS. 81
4.4 DIE GESAMTE ELEKTRONISCHE AUSLESE. 87
4.5 DER VLQ-KALORIMETER-TRIGGER. 89
4.6 DIE SLOW-CONTROL DES VLQ-KALORIMETERS. 93
5 DER MECHANISCHE AUFBAU DES VLQ-KALORIMETERS 95
5.1 DER AUFBAU DER AKTIVEN STRUKTUR. 95
5.2 DER WELLENLAENGENSCHIEBER-PHOTODIODEN-ARRAY.102
5.3 DER GESAMTE MECHANISCHE AUFBAU DES
VLQ-KALORIMETERS .104
6 ERGEBNISSE VON TESTSTRAHLMESSUNGEN 109
6.1 DER MESSAUFBAU. IO9
6.1.1 DER ELEKTRONENTESTSTRAHL 22 AM DESY.109
6.1.2 DER MESSAUFBAU IM TESTSTRAHLGEBIET.HO
6.1.3 DIE AUSLESEELEKTRONIK IM TESTSTRAHL.112
6.2 DIE ENERGIEREKONSTRUKTION DES VLQ-KALORIMETERS.114
6.2.1 DIE KALIBRATION DES VLQ-KALORIMETERS.115
6.2.2 SCHNITTE ZUR OPTIMIERUNG DER ENERGIEAUFLOESUNG .119
6.2.3 UNTERDRUECKUNG VON GLEICHTAKTRAUSCHEN.124
6.2.4 DIE ZEITKORREKTUR. 126
6.2.5 KORREKTUR DER ABSCHWAECHUNG IN DEN SZINTILLATOREN.128
6.3 DIE LINEARITAET DES VLQ-KALORIMETERS. 130
6.4 DIE ENERGIEAUFLOESUNG DES VLQ-KALORIMETERS.132
6.5 DIE ORTSREKONSTRUKTION. 134
6.6 DIE ORTSBESTIMMUNG MIT DEM SILIZIUM-TELESKOP.137
6.6.1 DIE AUSRICHTUNG DER SI-DETEKTOREN .138
6.6.2 DIE AUSRICHTUNG DES SI-TELESKOPS MIT DEM KALORIMETER.143
6.7 DIE ORTSAUFLOESUNG DES VLQ-KALORIMETERS.145
6.8 DIE ENERGIEREKONSTRUKTION AM KALORIMETERRAND .146
6.8.1 DAS SCHAUERPROJEKTIONSPROFIL IM VLQ-KALORIMETER.147
6.8.2 DIE ENERGIESKALA AM KALORIMETERRAND.148
151
ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK |
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