Couronnes 2-7 8-12 13-17 2-5 6-7 8-9 Si-80 µm Si(Li)
11.3 11.3 a. 1.0 2.8 4.0 1.0 1.0
Gains
5.6 11.3 11.3
Tab. 2.2 – Gains des chambres `a ionisation, des siliciums et des ´etalons.
Un second ´etalonnage ChIo a ´et´e r´ealis´e suite au changement des gains intervenu pour les couronnes 2-7 pendant l’exp´erience 36Ar+58Ni `a 32 MeV/u.
2.2
Etalonnage ´electronique des ChIo et des Si
Le nombre ´elev´e de d´etecteurs, ainsi que l’´echelonnement des prises de donn´ees sur plusieurs semaines, impliquent un contrˆole automatique et r´egulier de l’´electronique d’INDRA. Ce contrˆole repose sur l’utilisation d’un LASER d’une part, pour la sur- veillance des photomultiplicateurs et de l’´electronique associ´ee aux scintillateurs [31], et de g´en´erateurs d’impulsions d’autre part, pour l’´electronique des chambres `a ioni- sation et des d´etecteurs silicium.
Les exp´eriences men´ees au G.A.N.I.L. fonctionnent, g´en´eralement, sur un principe de partage du temps de faisceau entre une exp´erience principale, en prise de donn´ees, et une exp´erience secondaire, en p´eriode de r´eglages. Le laps de temps, pendant lequel le faisceau est dans une autre aire exp´erimentale, est mis `a profit pour l’acquisition des donn´ees des g´en´erateurs et du LASER. Ce dispositif a ainsi montr´e la grande stabilit´e de l’´electronique d’INDRA du point de vue des d´erives de gains [30, 31].
Cependant, pour assurer une bonne homog´en´eit´e de r´eponse des d´etecteurs, il est n´ecessaire d’entreprendre un ´etalonnage de leur ´electronique `a l’aide des g´en´erateurs d’impulsions. Le principe de cet ´etalonnage est d’´etablir une relation entre l’amplitude du signal appliqu´ee sur le pr´eamplicateur d’une part, et le codage en charge (CAD) sur 4096 canaux d’autre part, pour chacune des voies ´electroniques (Petit Gain et Grand Gain) des chambres `a ionisation (192 voies), des d´etecteurs silicium (360 voies) et des ´etalons (32 voies). Il permet de prendre en compte les l´eg`eres non lin´earit´es des codeurs, les fluctuations des pi´edestaux (ie. le premier canal non nul) et d’assurer la continuit´e des codages PG et GG.
Cet ´etalonnage d´epend du gain des amplicateurs qui varie, selon la couronne et le type de d´etecteur, en fonction de la dynamique en ´energie attendue pour les produits de la r´eaction (cf. tab. 2.2). Il comprend deux rampes de g´en´erateurs d’amplitudes croissantes couvrant la dynamique du GG et du PG des codeurs. La pr´ecision du g´en´erateur sur l’amplitude des impulsions est de l’ordre de 2 mV. Notons que les impulsions, qui ne franchissent pas le seuil des discriminateurs (DFC), ne sont pas cod´ees. L’´etalonnage de l’´electronique a ´et´e r´ealis´e au d´emarrage de la campagne 1993. Un second ´etalonnage a ´et´e n´ecessaire pour les ChIo, suite au changement de gain intervenu pendant l’exp´erience 36Ar et `a l’installation des chambres 13-17 qui a suivi ce premier faisceau.
La proc´edure d’´etalonnage comprend trois programmes charg´es de :
INDRA 93 - Etalonnage Générateur -
0 100 200 300 400 500 600 700 0 1000 2000 3000 4000Canal GG
0 100 200 300 400 500 600 380 390 400 410 420Canal GG
Mean = 397.44 Sigma= 1.63 Sum = 2324 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0 1000 2000 3000 4000Canal GG
Tension (V)
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 300 400 500 600 700Canal GG
Tension (V)
Fig. 2.5 – Etalonnage ´electronique GG d’un d´etecteur ´etalon : rampe de g´en´erateurs, ca- ract´eristiques des pics (canal moyen, largeur, statistique, ...) compar´ees `a un profil gaussien, relation canal-tension obtenue `a l’aide d’une r´egression lin´eaire, agrandissement sur la r´egion de basse ´energie.
2.2. Etalonnage ´electronique des ChIo et des Si 35 Chambres `a ionisation a1 (µV/canal) Couronnes 2-7 8-12 13-17 PG 110 ± 6 54 ± 2 57 ± 3 GG 7.3 ± 0.4 3.5 ± 0.2 3.6 ± 0.2 PG/GG 15.2 15.2 15.8 Silicium Etalons´ a1 (µV/canal) a1 (µV/canal)
Couronnes 2-5 6-7 8-9 Si-80 µm Si(Li)
PG 2790 ± 40 980 ± 20 700 ± 10 2100 ± 60 2660 ± 60 GG 191 ± 3 67.5 ± 1 47.4 ± 0.6 140 ± 9 175 ± 5
PG/GG 14.6 14.5 14.7 15.1 15.2
Tab.2.3 – Coefficients d’´etalonnage canal-tension des diff´erents d´etecteurs. Seuls les param`etres du second ´etalonnage ChIo figurent dans le premier tableau.
(exabyte), la s´election des ´ev´enements « g´en´erateur » et la constitution des spectres (rampe de g´en´erateurs) au format HBOOK pour chaque voie consid´er´ee [47]. – La recherche automatique des pics contenus dans un histogramme HBOOK. Pour
les caract´eriser, on se fixe une largeur `a mi-hauteur qui d´etermine les bornes d’int´egration des diff´erents pics.
– La correspondance canal-tension qui est obtenue `a l’aide d’un lissage polynomial par une m´ethode des moindres carr´es.
La figure 2.5 illustre les diff´erentes ´etapes de cet ´etalonnage. De la rampe de g´en´erateur, on extrait les caract´eristiques des pics. L’´etalonnage proprement dit est d´eduit d’un ajustement polynˆomial reliant l’amplitude g´en´erateur (V ) et le canal moyen du pic correspondant (C) :
V = a0 + a1C + a2C 2
(2.14)
Dans certains cas, une simple r´egression lin´eaire (a2 = 0) est suffisante pour ´etablir la relation canal-tension (ChIo GG). Le terme de deuxi`eme ordre prend en compte les l´eg`eres non lin´earit´es des codeurs aux grandes dynamiques. La correction apport´ee par ce terme quadratique est de l’ordre de 10 mV pour les Si PG (a2 ∼ 10−9 V/canal2). Les valeurs moyennes, d´etermin´ees pour le coefficient de passage canal-tension (a1), sont r´esum´ees dans le tableau 2.3. Nous trouvons ainsi un rapport ∼ 15 entre les dynamiques PG et GG.
Des non-lin´earit´es importantes apparaissent dans l’´etalonnage des t´elescopes ´etalons (PG) au-del`a du canal 3000, correspondant `a une saturation des pr´eamplificateurs de charge (cf. fig. 2.6). L’´etalonnage de ces d´etecteurs n’est cependant pas affect´e, du fait que la gamme en ´energie des fragments est sensiblement r´eduite (inf´erieure au canal 2500) aux angles arri`ere (θlab > 45◦).
0 2 4 6 8 10 12 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
Canal PG
Tension (V)
Fig.2.6 – Etalonnage ´electronique PG d’un d´etecteur ´etalon.
La calibration en ´energie des d´etecteurs silicium est r´ealis´ee sur le GG, comme nous le verrons dans une prochaine section, il est donc n´ecessaire d’avoir une excel- lente correspondance en volt entre les ´etalonnages PG et GG. Cette correspondance est obtenue en se servant de la rampe g´en´erateur du GG pour contraindre le lissage po- lynˆomial sur la partie basse ´energie des spectres PG. La figure 2.7 montre les r´esultats de deux ´etalonnages r´ealis´es avec les points PG uniquement d’une part, et en incluant les points GG d’autre part. L’extrapolation du lissage dans la r´egion du pi´edestal est nettement meilleure dans le dernier cas.
En inversant la relation canal-tension, on en d´eduit l’origine de l’´etalonnage g´en´erateur (0 Volt), qui sert de r´ef´erence dans l’´etude des fluctuations des pi´edestaux des codeurs et de leurs ´eventuelles d´erives. Ces derni`eres font l’objet de corrections pour les cali- brations en ´energie et les identifications.