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C. Betriebsbedingungen der
Photomultiplier
In Tab. C.1 sind die wahrend der bisherigen Experimente angelegten Betriebsspannungen der Photomultiplier
des FRS-Standardaufbaues (SC21,SC41) in tabellarischer Form aufbereitet. Diese Werte konnen als Anhaltspunkte
zum Betrieb der Szintillationsdetektoren mit anderen Ionensorten und bei anderen Energien dienen.
Grundsatzlich ist anzumerken, da man die Versorgungsspanung der Photomultiplier so einregeln sollte, da
die Signalhohen der einzelnen Anoden bei auf den Detektoren zentriertem Primarstrahl nicht mehr als {4 Volt
erreichen. Dies vermeidet einerseits eine fruhzeitige Sattigung der Energieverlustsignale und andererseits ein
" Pumpen\ der Flugzeitinformationen. Beides ist mit einem Verlust an entsprechnder Au osung verbunden und
deshalb im allgemeinen unerwunscht. Deruber hinaus kann es beim Betrieb mit gro eren Spannungen zu so
hohen Signalen kommen, da die darau olgenden CFD-Einheiten (vergl. Abb. 4.5) geschadigt werden.
Im allgemeinen kann man eine Verbesserung des Zeitverhaltens der Photomultiplier mit steigender Betriebsspannung
erwarten, da sich einerseits die Signalanstiegszeiten verbessern und andererseits die " Transit-Time-
Spread\, d.h. die Breite der Schwankungen dieser Gro e verkleinern. Entgegen der Erwartung, da sich hiermit
auch die Zeitau osung der Flugstrecke verbessert, konnte dies nicht experimentell veri ziert werden. Das wei t
daruaf hin, da ander Faktoren fur diese Breiten verantwortlich sind.
In den Darstellungen in Abb. C.1 bzw. Abb. C.2 sind die Daten der in der Flugzeitwand verwendeten Photomultiplier
in graphischer Form aufbereitet. Gemittelt uber alle 32 eingesetzten Photomultiplier ergeben sich
die charakteristischen Werte in der Zusammenstellung in Tab. C.2.
In der folgenden Darstellung in Abb. C.3 sind die Korrelationen zwischen den gemessen Anstiegszeiten tr und
der Pulsbreiten t der Anodensignale im Test mit einem LED-Lichtpulser (vergl. AbschnittD)inAbhangigkeit
von der angelegten Betriebsspannung gemittelt uber alle eingesetzten Photomultiplier gezeigt.
Wie zu erwarten, verbessern sich die dargestellten Zeiten mit hoherer Betriebsspannung. Es konnten { im Mittel
uber alle eingesetzten Photomultiplier { folgende Trends festgestellt werden:
Die Anstiegszeit des Anodensignals betragt bei -1500 Volt (2.2 0.2) ns und verbessert sich im Bereich von
-1500 Volt und -2000 Volt angelegter Hochspannung um {(2.0 1.1) ps/Volt .
Signi kante Korrelationen des zeitlichen Verhaltens mit den Eingangs dargestellten charakteristischen Werten
der Photomultiplier konnten nicht festgestellt werden. Lediglichfur die Abhangigkeit des Anodensignals von der
Anodenemp ndlichkeit konnte { verstandlicherweise { ein funktioneller Zusammenhang dokumentiert werden.
Leider sind die gemessenen Verstarkungsgange der eingesetzten Photomultiplier starken Streuungen unterworfen,
wie man auch aus Abb. C.3 entnehmen kann� Unterschiede im Bereich von Faktoren von 2 sind festzustellen.
Daraus resultiert, da man im Experiment eine sehr sorgfaltige Einstellung der Betriebsspannung vornehmen
mu , um in etwa gleiche Pulshohen fur gleiche Teilchen in den verschiedenen Paddeln der Flugzeitwand zu
erzielen. Generell kann au erdem festgestellt werden, da signi kante Abweichungen der Verstarkung von einer
rein exponentiellen Abhangigkeit von der Versorgungsspannung erst ab etwa 2000 Volt einsetzen. Dies schrankt
den Einsatz der selektierten Photomultiplier auf den Bereich darunter ein.
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