Recubrimientos ultravioleta lejanos para cámaras de proyección temporal de Ar líquido

Óptica para el espacio e iones de alta energía (GOLDION)

Madrid / 22 de septiembre de 2023

Las cámaras de proyección temporal (TPC) de Ar líquido (LAr) y Xe líquido (LXe) se utilizan para muchas aplicaciones en física de neutrinos y búsquedas directas de materia oscura. El rendimiento de estos detectores, en particular los de doble fase, depende en gran medida de la eficiencia para detectar la luz de centelleo ultravioleta lejano (FUV). Dicha detección es particularmente desafiante para LAr, en la que la característica de centelleo más fuerte se observa a una longitud de onda de 127 nm (175 nm para LXe). El enfoque principal actual es cubrir las superficies ópticas con un desplazador de longitud de onda, que absorbe la luz FUV y emite en longitudes de onda que se superponen con la banda óptica, donde los dispositivos comerciales tienen una mayor eficiencia de detección.

La cámara de proyección temporal del Laboratorio Nacional de Brookhaven / Lawrence Berkeley Nat’l Lab – Roy Kaltschmidt, photographers

Este trabajo presenta recubrimientos diseñados para mejorar las propiedades ópticas de los materiales del detector y ser una alternativa a la técnica actual. En particular, se proponen dos recubrimientos posibles: recubrimientos reflectantes FUV de banda estrecha y de banda ancha. Los recubrimientos de banda estrecha están sintonizados con la luz de centelleo FUV. Proporcionan una gran reflectancia en el ángulo de diseño; Además, estos recubrimientos son naturalmente transparentes a longitudes de onda más largas, lo que podría ser útil para detectar selectivamente la longitud de onda de interés. Su rendimiento se evalúa teniendo en cuenta el índice de refracción del LAr y en función del ángulo de incidencia. Se realizan los mismos cálculos para un espejo de banda ancha basado en aluminio. Finalmente, se presenta el efecto sobre la reflectancia de sumergir ambos tipos de espejos a la temperatura del nitrógeno líquido.

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