AFPプロジェクトの飛行時間型検出器のための新しい光学系の性能研究

Performance studies of new optics for the time-of-flight detector of the AFP project.

• Libor Nozka
• Andrew Brandt
• Karel Cerny
• Miroslav Hrabovsky
• Tomas Komarek
• Filip Krizek
• Dusan Mandat
• Marko Milovanovic
• Michael Rijssenbeek
• Petr Schovanek
• Tomas Sykora
• Vladimir Urbasek
• Jaromir Zatloukal

抄録

2019年6月にDESY研究所（ドイツ・ハンブルグ）で行われた5GeV電子を用いたシンクロトロンテストビーム施設でのテストキャンペーン中に得られたAFP（ATLAS順方向陽子）検出器の飛行時間型サブディテクタプロトタイプのアップグレードされた光学部の性能研究結果を紹介する。粒子到達時間の検出は、L字型の溶融シリカバー内でのチェレンコフ光の発生に基づいている。以前のバージョンのToFでは、すべてのバーは、専用の接着剤（Epotek 305）で接着された2つのピース（放射器とライトガイド）で作られていました。このソリューションでは、接着剤の追加的な放射ダメージに悩まされていました。そこで、接着剤を必要としない新しいバー製造技術を採用しました。この新しいバーは、1.6倍の光学スループットを実現し、壊れやすさを軽減し、幾何学的精度を向上させました。

We present the results of performance studies of the upgraded optical part of the time-of-flight subdetector prototype for the AFP (ATLAS Forward Proton) detector obtained during the test campaign in a synchrotron test-beam facility with 5 GeV electrons at the DESY laboratory (Hamburg, Germany) in June 2019. The detection of the particle arrival time is based on generation of Cherenkov light in an L-shaped fused silica bar. In the previous version of the ToF, all bars were made of two pieces (radiator and light guide) glued together with a dedicated glue (Epotek 305). This solution suffers from additional radiation damage of glue. We adopted a new technique of bar production without the need of glue. The new bars have a higher optical throughput by a factor of 1.6, reduced fragility, and better geometrical precision.