LHAASO-WFCTA氮分子激光标定系统和云量监测的研究
自Hess发现宇宙线已有一个多世纪，但宇宙线的起源，加速和传播仍然是未解之谜，为了解决这些世纪谜团，我国提出了高海拔宇宙线观测站（LargeHighAltitudeAirShowerObservatory,LHAASO）项目，LHAASO由平方公里地面簇射粒子阵列（Kilometresquarearray,KM2A），水切伦科夫探测器阵列（WaterCherenkovdetectorarray,WCDA），广角切伦科夫望远镜阵列（WideFieldofViewCherenkovtelescopearray,WFCTA）组成。LHAASO-WFCTA氮分子激光标定系统是LHAASO的重要组成部分，主要由激光标定室、氮分子激光器、温控子系统、机械子系统、慢控制子系统、标准零点子系统、光收集装置子系统、时标和监控子系统等组成。激光器稳定性、激光束指向精度、慢控制子系统稳定性等多个因素综合影响着LHAASO-WFCTA激光标定和大气质量监测实验结果，因此本文对LHAASO-WFCTA氮分子激光标定系统搭建及关键子系统性能的研究具有重要意义。 在高海拔极寒环境下，本实验采用NL100氮分子激光器作为光源。自主设计的温控子系统为激光器提供恒温条件，进而确保了激光器稳定性。预热实验结果表明激光能量趋于稳定需要60分钟左右。应用高精度数字图像处理技术对三维升降转台的性能进行测量，其结果表明其旋转和升降定位精度分别为0.005°和0.056mm、重复精度分别为0.003°和0.075mm，满足LHAASO-WFCTA氮分子激光标定系统的实验要求。LHAASO-WFCTA氮分子激光标定系统最大亮点是提出并安装标准零点子系统，其子系统的功能是校准和监测三维升降转台的定位精度，并在失准的情况下实现远程校准，以确保三维升降转台长期高精度稳定运行。慢控制子系统（ProgrammableLogicController,PLC）控制三维升降转台，实现了自动控制巡航功能，有效减少了人工干预。此外，基于红外云天仪和氮分子激光器对云量进行定性研究，为LHAASO-WFCTA观测运行提供实时云量信息。
高海拔宇宙线观测站;广角切伦科夫望远镜阵列;水切伦科夫探测器阵列;氮分子激光标定系统;云量监测
西南交通大学
硕士
理论物理
祝凤荣
2021
中文
P172.4
2022-01-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）