非拦截式束流剖面探测器——IPM与BIF的开题报告一、选题背景束流探测器是高能物理实验中必不可少的设备，用于对束流的空间剖面、强度和位置等进行测量，通常可分为拦截式和非拦截式。拦截式探测器需要在束流中添加介质来产生激发，对实验产生影响很大。相应的，在某些实验中，非拦截式束流探测器被广泛应用。二、选题意义非拦截式束流探测器可以避免拦截式探测器对实验的影响，同时对束流分布进行快速的扫描，获得较高的时间分辨率。其中，IPM和BIF是两种典型的非拦截式探测器。三、主要内容IPM是英文Intra-BeamScintillationMonitor的缩写，它采用荧光屏对束流进行探测。束流中部分粒子会发生作用，从而在荧光屏上释放出光子。采用光电倍增管转化成电信号，再通过前置放大器进行放大和重构，得到束流的强度和位置等信息。BIF是英文BeamImagingFurnace的缩写，它采用金属箔对束流进行探测。当束流通过金属箔时，会在金属中产生热能，从而使金属变形形成一定的孔状结构。这些孔状结构与束流的位置和强度等信息有关，通过扫描电子显微镜可以得到相关信息。四、实验步骤1.IPM（1）荧光屏制备将荧光材料多晶硼酸锂（Li2B4O7）制成成型块，中国科学院物理所的前身工程物理研究所研制了一种化学抛光技术，使得多晶硼酸锂的表面变得非常光滑，可以制备出非常细致的荧光屏。部分荧光屏还采用钨化技术，提高了荧光屏的光输出。制备好的荧光屏被零部件硬件组装固定。（2）荧光屏测试使用紫外激光器照射荧光屏，使其发出光子。光电倍增管接收并转化光子，产生脉冲信号。由于荧光屏的光输出与位置和强度等因素有关，因此得到的脉冲信号可以反映束流的信息。（3）信号处理将光电倍增管的信号通过前置放大器放大和重构，得到束流的空间分布和强度等信息。为了保证精度，多次测量得到的数据进行平均值计算。2.BIF（1）金属箔制备采用化学还原和电沉积等工艺制备出具有微米孔径的金属箔。具体工艺可以在纯净氮气环境下完成，避免杂质对金属箔的影响。（2）BIF测试将金属箔固定到呈45度角的角度，使得束流对金属箔斜射入射。（对于不同能量的束流，金属箔的厚度应有所不同）对金属箔进行扫描电子显微镜测试，可以得到孔洞的形态和分布等信息。通过模拟和计算，可以将这些信息转化为束流的位置和强度等信息。（3）信号处理将扫描电子显微镜得到的数据进行处理，得到束流的空间分布和强度等信息。五、预期目标通过构建IPM和BIF探测器，可以快速、精确地获得束流的分布和强度等信息，在高能物理实验中应用广泛。六、结论IPM和BIF是非拦截式束流探测器的典型代表，可以在不影响实验的前提下快速得到束流的分布和强度等信息，具有较高的时间分辨率，对高能物理实验具有重要意义。