Visualisering av signaler från delay line detektor

Sammanfattning: MAX IV laboratoriet ger forskare möjlighet att analysera och studera material på atomnivå genom att använda högenergetiska ljusstrålar. Synkrotronljusanläggningen MAX IV genererar intensiva strålar av elektromagnetisk strålning, inklusive röntgenstrålning. Delayline detector DLD 8080 (DLD) är ett instrument som används för att detektera intensiteten och positionen av till exempel röntgenstrålning. Detta instrument består av en mikrokanalsplatta (MCP) och en delayanod. MCP består av tätt packade (ca 10 mikrometer mellan) fotomultiplikatorer. En inkommande foton skapar ett moln av elektroner på baksidan av plattan (MCP-B). Strax bakom mikrokanalsplattan finns delay-line anoden. Det är en koppartråd som går upp och ned baksidan av mikrokanalsplattan. Elektronmolnet kommer skapa en puls i koppartråden, och denna elektronpuls färdas i båda riktningarna på tråden. Pulsens mäts på trådens båda ändar. Genom att mäta ankomsttiden för foton på varje position på detektorns yta, kan en detektorbild skapas. Denna detektorbild visar intensiteten av fotoner. Syftet med examensarbetet är att bättre förstå, samt att försöka minimera problemet med artefakter som finns i detektorbilden. Veritas som är en av de experimentstationer på MAX IV som har problem med detektorbilden, artefakter. Examensarbetet är en del i arbetet med Veritas för att komma till rätta med artefakter och återskapa en tvådimensionell detektorbild. Det är intressant för dem att återskapa en bild utan artefakter eftersom artefakter kan bidra till misstolkning av mätningarna. Metoden i arbetet var att rekonstruera en 2D-bild från rådata (x1, x2, y1, y2) som mättes med hjälp av ett oscilloskop. Den återskapade detektorbilden var utan artefakter. Detta kunde utföras med hjälp av det digitala oscilloskopet RTO 1004 som omvandlar en analog insignal till en digital representation, dessutom användes ett ytterligare oscilloskop för att trigga det första oscilloskopet som i sin tur läser in de fyra insignalerna. Signalen från MCP-B användes som en extern triggerkälla. Efter att ha läst signaler från oscilloskopet genom att ge lämplig frekvens, amplitud, triggernivå och tidsskala exporterades data som en fil från oscilloskopet till Pycharm. Med Python kunde sedan detektorbilden återskapas. Resultatet av examensarbetet var att skapa en detektorbild utan artefakter och det kunde utföras. Att använda signalen från MCP-B som en extern trigger med hjälp av det andra oscilloskopet var en framgångsrik idé för att undvika förluster i bilden. Dessutom kunde både programmet som byggdes i Python och rätt inställningar i de två oscilloskopen skapa en fullständig detektorbild utan artefakter. Bilden skapades med och utan röntgenljus. Lösningens effektivitet testades med två olika metode. Båda metoderna ger nästan samma resultat. Att ändra trigger på oscilloskopet som läser MCP-B signalen gjorde det möjligt att förstå problemet med artefakterna. Slutligen kan konstateras att artefakterna finns i detektorbilden med nuvarande utrustning. Nuvarande utrustningar har låg triggernivå som triggar nära bruset och som i sin tur leder till artefakter i bilden. Artefakterna kan tas bort genom att trigga till exempel på MCP-B signalen med så låg nivå som möjligt, utan att trigga nära bruset eller trigga så högt vilken kan orsaka att det tar längre tid för att mäta och färre fotoner per tidsenhet.