Les calibrations des détecteurs du plan focal

Alignement des "pads" des détecteurs "SeD"

Pour uniformiser la réponse électronique de tous les blocs de détection des détecteurs "SeD", on envoie sur les 3 secteurs de chaque "SeD" la même quantité de charges grâce à un générateur d’impulsions. L’amplitude du générateur (sans atténuation) est réglée de façon à se positionner en haut de la gamme de détection pour l’ensemble des blocs de détection, en évitant la saturation. Ensuite, on atténue l’amplitude du signal par des facteurs déterminés (0, 1.2, 1.4, 1.68, 2, 2.4, 4). Ainsi, pour chaque "pad", nous obtenons 7 pics correspondant aux 7 valeurs d’atténuation de l’amplitude du générateur d’impulsions. Cette opération est effectuée pour les 4 ensembles de "pads", correspondant aux 128 "pads" en X des détecteurs "SeD1" et "SeD2", et aux 48 pads en Y pour "SeD1" et "SeD2".

Ensuite, nous définissons de manière arbitraire un "pad" de référence dont nous dé-terminons, en canaux, la position des pics de référence. Finalement, pour chaque "pad", nous repérons la position des 7 pics, que nous comparons aux valeurs de référence. Un ajustement de courbe est effectué en utilisant une formule quadratique :

Qref = a + bQmesuré + cQ²_mesuré (5.2) avec a, b et c les cœfficients recherchés (bien évidemment, pour le "pad" de référence,

Chapitre 5. LES DETECTEURS ADDITIONNELS a=0, b=1 et c=0).

Ainsi, les réponses des blocs de détection sont comparables entre elles. Détermination de la position au niveau des "pads"

Maintenant que les réponses des différents "pads" sont uniformes, nous pouvons dé-duire la position de la distribution de charges au niveau du système de détection des élec-trons secondaires. La forme typique d’une distribution de charges au niveau des "pads" est présentée sur la figure 5.20. Pour obtenir une bonne résolution en position, une méthode utilisant le centre de gravité de la distribution en charge a été utilisée [70]. Connaissant la position de chacun des "pads" et leur taille (3 mm pour chaque "pad" dans la direc-tion X, et 2 mm dans la direcdirec-tion Y), nous pouvons en déduire, en déterminant le centre de gravité de la distribution de charges, la position (en mm) au niveau du système de détection des électrons secondaires (figure 5.20).

Fig. 5.20 – Distribution de charges au niveau des "pads". Application du centre de gravité pour calculer la position ; à droite, détermination de la position dans la direction X (à partir des 128 "pads") et à gauche, dans la direction Y (à partir de 48 "pads").

Fonction de transfert entre la feuille émissive et les "pads".

Nous désirons connaître la position réelle de l’ion incident, au niveau de la feuille émis-sive de Mylar en entrée. Pour cela, il nous faut établir la correspondance entre la position au niveau des "pads" (au niveau du système de détection des électrons secondaires qui se situe en dehors de l’axe du faisceau) et la position au niveau de la fenêtre d’entrée (posi-tion de l’impact du noyau incident sur la fenêtre d’entrée située dans la ligne du faisceau). La mesure de la position au niveau du système de détection des électrons secondaires a été décrite au paragraphe 5.3.5.

Nous rappelons ici qu’un champ magnétique est appliqué à l’intérieur des "SeD" pour focaliser les électrons secondaires sur les éléments de détection et éviter ainsi les distor-sions. Néanmoins, on se heurte à un problème de non-linéarité des champs appliqués sur le détecteur, notamment au voisinage des bords. Ainsi, l’image détectée au niveau des

5.3. Le spectromètre de grande acceptance VAMOS "pads" apparaît légèrement "déformée" par rapport à l’image au niveau de la fenêtre d’entrée du détecteur.

Pour établir la carte de corrélation et la fonction de transfert, nous plaçons un masque contenant une série de trous de localisation bien déterminée devant la feuille émissive de Mylar (fenêtre d’entrée). L’image de ce masque au niveau des "pads" nous permet de trouver la fonction de transfert, pour ensuite pouvoir établir la correspondance entre la position mesurée au niveau des "pads" et la position réelle du noyau de recul au niveau de la fenêtre d’entrée du "SeD".

Pour cette calibration, les noyaux incidents percutant les feuilles émissives des détec-teurs "SeD" sont des fragments de fission spontanée d’une source radioactive de 252Cf, d’activité d’environ 105 fissions/s. Les produits de fission ont les caractéristiques sui-vantes : Z ∼ 40-60 et E ∼ 0.5-1 MeV/A. Différentes valeurs de champ magnétique ont été testées : 0, 100 et 120 Gauss, correspondant respectivement à des intensités de 0, 62 et 71 A. La valeur du champ magnétique retenue était de 100 Gauss (soit une intensité de courant de 62 A), valeur pour laquelle les déformations sont les plus faibles. La haute tension au niveau des feuilles émissives a été réglée à 10 kV, la tension au niveau des "SeD" à 500 V et la pression d’iso-butane à 6.5 mbar (4.87 Torr). Pour optimiser le temps de lecture des "SeD" (148 voies en X et 48 voies en Y pour chaque "SeD"), des seuils de lecture haut et bas ont dû être appliqués. Tout d’abord, un seuil bas a été nécessaire pour éliminer les piédestaux et numériser uniquement les voies sur lesquelles une charge réelle a été déposée. Cela a permis de réduire de manière significative le temps mort de l’acquisition de ∼ 700 µs à ∼ 200 µs. Par ailleurs, nous nous sommes aperçus que certains événements présentaient des distributions de charges de très grandes amplitudes. En effet, la source de 252Cf était placée de telle sorte que certains fragments de fission pouvaient venir frapper directement les systèmes de détection, sans créer nécessairement d’électrons secondaires. Pour éliminer ces événements parasites, un seuil haut a été appliqué.

Une carte montrant l’image du masque mesurée pour l’un des deux "SeD" est présentée sur la figure 5.21. On observe des tâches correspondant aux différents trous du masque. Les déformations, notamment aux bords du détecteur, sont visibles.

Grâce à ces cartes, nous avons pu déterminer une fonction de transfert analytique. Une correction au premier ordre a été jugée suffisante. Les dépendances en position (en X et Y) s’écrivent alors :

Xcor = X + αY (5.3) Ycor = Y + βX (5.4) avec α et β les cœfficients calculés et Xcor et Ycor les positions corrigées.

La figure 5.22 présente la position déduite au niveau de la feuille d’entrée du détecteur avec et sans corrections. Dans le cas où la correction est appliquée, les distorsions (surtout au niveau des bords) sont beaucoup plus faibles. Dans notre analyse, les paramètres utilisés étaient : α = 0.18 et β = 0.012 pour les deux "SeD".

Chapitre 5. LES DETECTEURS ADDITIONNELS

Fig. 5.21 – Corrélations entre les positions (X et Y) sur "SeD1", en fonction des "pads" touchés (en haut) et après calcul de la position en mm (en bas).

Fig. 5.22 – Corrélations entre les positions (X et Y) en mm sur "SeD1", avant (en haut) et après (en bas) corrections.

5.3. Le spectromètre de grande acceptance VAMOS