Developing #187

Analyzing #183: Express analysis of experimental data

Калибрация 1 мм кремневого детектора

Added by Vratislav Chudoba over 6 years ago. Updated over 5 years ago.

Status:ОткрытаStart date:04/18/2018
Priority:НормальныйDue date:
Assignee:Ivan Muzalevsky% Done:

70%

Category:Software
Target version:-

Description

Получить калиборовочные параметры для обоих 1 мм кремневых детекторов.

1) Получить предварительные калиборовочные параметры для левого детектора, не учитывая пьедесталы(фитирование прямой по 4 точкам). Не учитывая мёртвый слой. (Энергии - паспортные). 

2)Получить значение мёртвого слоя, используя данные, полученные при облучении альфа-источником под разными углами (90 и 45)

3) Получить калибровочные параметры, учитывая потери энергии в мёртвом слое

Калибрационные измерения записаны в файлах

file with good statistics, the last day of measurement. 

Облучение под 90 градусов. Для левого 1-мм детектора с лицевой стороны ("X") видим двоение в двух стрипах, в 5-ом и 6-ом.  
159.93.80.161:/LynxOS/mbsusr/mbsdaq/mbsrun/exp201804/data/calib/si_1000_LR_02_0001.lmd

Облучение под углом 44 градуса (левый) с расстояния 33 см. Триггер от правого и левого, но правый лежит под большим углом.
/LynxOS/mbsusr/mbsdaq/mbsrun/exp201804/data/calib/si_1000_LR_03_0001.lmd

file before the meauserement (for more information see logbook)
/LynxOS/mbsusr/mbsdaq/mbsrun/exp201803/data/calib/before/si_L_fin_calib_41_0001.lmd

SQX_L_ZeroDL.cal (572 Bytes) Ivan Muzalevsky, 04/18/2018 04:28 PM

pre_SQX_L.cal - предварительные параметры. мёртвый слой=0 (569 Bytes) Ivan Muzalevsky, 04/19/2018 05:11 PM

SQX_L.cal (609 Bytes) Ivan Muzalevsky, 04/19/2018 05:34 PM

SQX_R.cal (571 Bytes) Ivan Muzalevsky, 05/07/2018 12:01 PM

SQY_L.cal - параметры для задней части левого 1-мм детектора (292 Bytes) Ivan Muzalevsky, 05/07/2018 03:57 PM

checkCali.C Magnifier (1.91 KB) Ivan Muzalevsky, 05/09/2018 04:49 PM

CalEnergies_SQX_L.txt Magnifier (1.07 KB) Ivan Muzalevsky, 05/09/2018 04:49 PM

CalEnergies_SQY_L.txt Magnifier (505 Bytes) Ivan Muzalevsky, 05/10/2018 10:39 AM

SQY_L_checked.cal (291 Bytes) Ivan Muzalevsky, 05/10/2018 10:43 AM

SQX_Lnew.cal - калибровочные параметры для лицевой стороны 1-мм детектора (проверены) (616 Bytes) Ivan Muzalevsky, 05/17/2018 01:37 PM

SQY_R.cal - параметры для задней части правого 1-мм детектора (290 Bytes) Ivan Muzalevsky, 05/18/2018 03:09 PM

SQX_R.cal - параметры для лицевой части правого 1-мм детектора (571 Bytes) Ivan Muzalevsky, 05/18/2018 03:09 PM

SQX_L.cal - cal Pars obtained from data collected in may 2018 (662 Bytes) Ivan Muzalevsky, 06/07/2018 11:44 AM

SQY_L.cal - cal Pars obtained from data collected in may 2018 (324 Bytes) Ivan Muzalevsky, 06/07/2018 11:44 AM

History

#1 Updated by Ivan Muzalevsky over 6 years ago

  • Description updated (diff)
  • % Done changed from 0 to 10

Расчёты производились https://github.com/himyss/AculUti.git commit: 45b6a5676c1538ec2706ed5a55435fb70b0a9fad

Сделаны попытки откалибровать 1-мм детектор. Данные брались из файла si_1000_LR_02_0001.root (описание есть в логбуке). Было обнаружено, что, в соответствии с instructions.pdf , предварительное значение мёртвого слоя для этого детектора превышает значение 5.4 мкм, что немного дико. Получена картинка примера фитирования сырых данных (в каналах).

Для 5 и 6 каналов видим удвоение пиков, как и обещал логбук.

#2 Updated by Ivan Muzalevsky over 6 years ago

1) В методе AculCalibration::Mycalc была закомментирована строка, ранее добавляющая дополнительную точку для фитирования прямой линией - точку педестала. 
 //calGraph->SetPoint(4, pedestal_chan, 0.); //additional point for the pedestal at 0 MeV
Получены предварительные параметры калибровки, для энергий = паспортным данным (мёртвый слой = 0). SQX_L_ZeroDL.cal. 

 Пример фитирования типичного канала (17 канал)

#3 Updated by Ivan Muzalevsky over 6 years ago

commit: 25211677e05f1316836563e33faa879b03ce8294
Для калибровки были использованы энергии из паспортный данных источника : http://www.khlopin.ru/docs/products/source/E_OSAI.pdf

1) Предварительные калибровочные параметры записаны в pre_SQX_L.cal

2)  Рассчёты показали ( https://docs.google.com/spreadsheets/d/1RjBBLo_H3SWNhnWMjvQQSxE3np8uQBSFwvwXzX3idto/edit#gid=170276309 ), что величина мёртвого слоя равна  2.07485 мкм.

3) В результате учёта мёртвого слоя, была сделана калибровка 1-мм детектора. Линейный фит делался по 4 точкам (без учёта пьедестала ). Калибровочные параметры записаны в файл SQX_L.cal 

#4 Updated by Vratislav Chudoba over 6 years ago


Иван, из описания не очень понятно, какие брались энергии для калибровки на каждом этапе. Думаю, что об этом стоит рассказать и привести значения в МэВ. Имеется в виду пасспортные и с учетом мертвого слоя детектора.

Надо получить калибровочные параметры и для правого 1 мм детекотора.

Файл SQX_L.cal можно напрямую читать с помощью Go4?

#5 Updated by Sergey Belogurov over 6 years ago

Ivan, please put logbook and root files with uncalibrated alpha spectra from Si detectors into /media/analysis_nas/exp1804.  

#6 Updated by Vratislav Chudoba over 6 years ago


Ivan, be so kind and provide files with calibration parameters in form readable for our library for go4analysis.

#7 Updated by Ivan Muzalevsky over 6 years ago

1) Была сделана калибровка правого детектора по данным из того же файла (/LynxOS/mbsusr/mbsdaq/mbsrun/exp201804/data/calib/si_1000_LR_02_0001.lmd)
  Дла калибровки, мёртвый слой принимали равным мёртвому слою левого детектора, 2.07485 мкм
  Линейный фит делался по 4 точкам (без учёта пьедестала ).
  Калибровочные параметры записаны в файл SQX_R.cal 

#8 Updated by Ivan Muzalevsky over 6 years ago

Также был откалиброван 1-мм левый детектор по задним стрипам. Картинка фита такая же. параметры в SQY_L.cal

#9 Updated by Ivan Muzalevsky over 6 years ago

С помощью макроса checkCali.C были проверены калибровочные параметры для лицевой стороны левого 1-мм детектора. В файле CalEnergies_SQX_L.txt положении пиков в энергиях. Напоминаю, что при выбранном мёртвом слое 2.07 мкм, я калибровался на следующие энергии пиков: 
fEnergy[0] = 4.49274
fEnergy[1] = 5.21546
fEnergy[2] = 5.74011
fEnergy[3] = 7.46059

Точность калибровки - до 20 кэв. Вроде бы неплохо 

один канвас из 8, на котором видно как проходило фитирование. везде вроде всё по красоте

Ошибка явно при калибровке задней части. К сожалению, она не совсем тривиальная. 

#10 Updated by Ivan Muzalevsky over 6 years ago

Была сделана калибровка задней части левого 1-мм детектора. 

Калибровка проводилась на энергии альфа частиц : 
fEnergy[0] = 4.49274
fEnergy[1] = 5.21546
fEnergy[2] = 5.74011
fEnergy[3] = 7.46059
Точность калибровки - до 30 кэв.
В файле CalEnergies_SQY_L.txt положении пиков в энергиях. На картинке -  фитирование калиброванного спектра. Именно параметр этого фитирования записан в  CalEnergies_SQY_L.txt. Калибровочные параметры записаны в файле : SQY_L_checked.cal

#11 Updated by Ivan Muzalevsky over 6 years ago

Было замечено, что для нулевого стрипа задней стороны (Y). Происходило двоение всех пиков. было решено, данный стрип при обработке не учитывать. 
Слева - сырые данные из файла  /LynxOS/mbsusr/mbsdaq/mbsrun/exp201804/data/calib/si_1000_LR_02_0001.lmd, справа  - откалиброванные .
Данная ошибка была обнаружена во всех данных с данного детектора. 

#12 Updated by Ivan Muzalevsky over 6 years ago

  • % Done changed from 10 to 70

#13 Updated by Ivan Muzalevsky over 6 years ago

Было выяснено, что пики в стрипе №6 (отсчёт с нуля) лицевой стороны левого детектора SQX_L[6] сильно двоятся. вынуждены не учитывать данные с этого стрипа. 

#14 Updated by Ivan Muzalevsky over 6 years ago

Перед тем как ещё не понятые полосы из картинки summEx : summEy  для левого телескопа, перепроверил ещё раз калибровку 1-мм детектора. Наложил калиброванные спектры друг на друга. Получил следующую картинку. Добавляю файл с новыми калибровочными параметрами. Это не значит, что старые были кривые, поправки достаточно незначительны, и скорее всего зависили от фитирования сырых спектров. Но на всякий случай залью  SQX_Lnew.cal. 

#15 Updated by Ivan Muzalevsky over 6 years ago

Из суммарных калиброванных картинок сигналов, были установлены границы пьедесталов для X и Y стрипов. Для Y стрипов (картинка слева), хвост от  пьедестала перестаёт быть виден, если энерговыделение больше 0.85 МэВ. Для X - 1.1 МэВ.

Используя калибровочные данные, строилась картинка энерговыделения в 1 стрипе лицевой стороны против всех стрипов задней стороны (правая картинка), с условием, что энерговыделение больше 1 МэВ.
Наблюдались полосы по вертикали. Предположение - нужно учитывать кластеризацию, распределение энергопотерь в соседних стрипах. 
Красная прямая - график функции y=x на обоих рисунках
Слева -  картинка с учётом кластеризации. По вертикали - сумма энерговыделений трёх соседних Х стрипов, по горизонтали также все энерговыделения Y стрипов. Условие - энерговыделение на срединном X стрипе превышает 1МэВ, а энерговыделения соседних меньше 1 МэВ. Можно видеть, что полосы собрались в пятнышки, к сожалению размытые, и расположенные значительно выше прямой. 

#16 Updated by Ivan Muzalevsky over 6 years ago

Для правого 1-мм детектора получены параметры для лицевой стороны и задней. Все стрипы рабочие. Граница педестала для  X стрипов - 1.15 МэВ, для Y - 1.25 МэВ

#17 Updated by Sergey Belogurov over 6 years ago

Ivan,  when calculating the dead layer in every strip, did you take into account that the range of an alpha particle depends slightly on the Y coordinate? 

#18 Updated by Ivan Muzalevsky over 6 years ago

  • File SQX_L.cal added

For data obtained in measurements with SQL, by irradiating it from 35 cm with 90 angle. Also in this measurements amplifaction factor was higher than in previous.
/media/analysis_nas/exp201804/calib/si_after/si_L_cal_35cm_center_normal_000(1-7).root

Calibration was made, new calibration paramteres for SQX_L were written into SQX_L.cal

#19 Updated by Ivan Muzalevsky over 6 years ago

  • File SQY_L.cal added

#20 Updated by Sergey Belogurov over 6 years ago

We should compare the count rate in peaks with what is expected.  Nominal activity is 3*10^4 Bq. For  a pixel size of 7 mm^2 at the distance of 400 mm  from the source,  the relative solid angle  would be 7/(4*pi*400*400)=3.5e-6.  I.e. count rate should be 0,1 Hz for each alpha line. For the entire X strip - 16 times more, i.e. 1.6 Hz.

Another important thing. From the MC simulations we can see that the counting rate is rather uniform over the pixels. if the distance to the source is 40 cm. For this reason the positon of the sourse can not be reconstructed from the data.  For the measurement with the source placed 5 cm far from the detector the measurement of the source position will be possible, I hope.

 

 

#21 Updated by Ivan Muzalevsky over 6 years ago

  • File deleted (SQX_L.cal)

#22 Updated by Ivan Muzalevsky over 6 years ago

  • File deleted (SQY_L.cal)

#23 Updated by Ivan Muzalevsky over 6 years ago

Comment Edit

For data obtained in measurements with SQL, by irradiating it from 35 cm with 90 and 45 angle. In this measurements amplifaction factor was higher than in previous.
/media/analysis_nas/exp201804/calib/si_after/si_L_cal_35cm_center_normal_000(1-7).root
/media/analysis_nas/exp201804/calib/si_after/si_L_cal_35cm_45deg_000(1-7).root

Obtained dead layer = 2.44 mcm.

Cal pars are written into  SQX_L.cal and SQY_L.cal

#24 Updated by Vitaliy Schetinin over 5 years ago

Эта задача когда нибудь закончится?

#25 Updated by Mikhail Kozlov over 5 years ago

В репозитории закрою задачу, когда волью туда макросы для процедуры калибровки, отчет о которой сегодня был разослан по почте.

Also available in: Atom PDF