C. Labanti - Gen 04 Rivelatori per INTEGRAL ed AGILE IASF-BO Sezione di Bologna 2001 ESTEC-NL 2003 Roma.

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1 C. Labanti - Gen 04 Rivelatori per INTEGRAL ed AGILE realizzati @ IASF-BO Sezione di Bologna 2001 ESTEC-NL 2003 Roma

2 C. Labanti - Gen 04 INTEGRAL payload Sezione di Bologna INTErnational Gamma RAy Laboratory - Range 15 keV - 20 MeV - 4 strumenti IBIS imager SPI spettrometro JEM X x-ray monitor OMC optical monitor - lanciato il 17.10.2002, operativo per le osservazioni dal gennaio 2003 http://sci.esa.int/integral/

3 C. Labanti - Gen 04 IBIS Sezione di Bologna Maschera codificata a circa 3 m dal piano dei detectors 2 detectors layers: ISGRI 16384 CdTe detectors (CEA) area sensibile 2600 cm 2 range 15 - 500 keV Massa corpo centrale 380 kg dimensioni 940 x 940 x 850(h) mm Anticoincidenza ( ), Fast Data Handling ( ), Calibration source ( ) PICsIT 4096 CsI(Tl)-PD detectors (IASF-Bo) area sensibile 2890 cm 2 range 180 keV - 20 MeV Piano ISGRI Piano PICSIT Moduli anti-coincidenza Struttura principale Collimatore PICsIT integrato in IBIS

4 C. Labanti - Gen 04 Icarus ASIC AFEE1AFEE 2 PD BIAS Egg-crate Pixel assembly DFEE DFEE board PICsIT modulo Sezione di Bologna

5 C. Labanti - Gen 04 PICsIT: tecnologie - Pixel Scintillatore CsI(Tl) 8.4 x 8.4 x 30 mm Wrapped with white light diffusive material PhotodiodePIN technology Photodiode capacity~50 pF PD leakage current~1  10 nA Signal yield (at PD ends)30 e - /keV  Sezione di Bologna -ICARUS ASIC 16 canali, ognuno con: Charge preamplifier, Shaping amplifier, Discriminatore, Peak & Hold più MUX e logica di comando Noise950 e - rms Power consumption/channel8 mW Event time tagging accuracy 1  s Minimum input detectable signal ~ 5000 e - Maximum input signal in linear range180.000 e - Radiation hardness 5 kRad

6 C. Labanti - Gen 04 PICsIT short history Design modulo 1996 @ TESRE (IASF- BO) Modulo di qualifica, 1999 @ LABEN Sezione di Bologna Picco a 661 keV da 137 Cs eventi singoli Prima luce piano PICsIT Ottobre 2002

7 C. Labanti - Gen 04 Sezione di Bologna PICsIT organizzazione IASF-BO LABEN ASI ESA IBIS-team

8 C. Labanti - Gen 04 Sezione di Bologna PICsIT relazioni con industria IASF BO LABEN Definizione requisiti Gestione industriale progetto Design architetturale moduli rivelatoriIngegnerizzazione moduli rivelatori Attività di quality assurance Protopiti pixelProcurement di massa dei pixel Definizione test pixelValutazione performances pixel Design e realizzazione ASICsIngegnerizzazione ASICs Definizione test su ASICsValutazione performances ASICs Definizione architettura elettronica digitaleProgetto e realizzazione elettronica digitale Definizione procedure ed algoritmi di testAssemblaggio moduli SW di quick look ed analisi (con ENEA-BO)Integrazione moduli Test durante integrazioneVerifica moduli Ruolo di controllo durante integrazioneAssemblaggio sistema Integrazione e test in IBIS Ruolo in material review boards Termo-Vacuum test a satellite integrato Commissioning dopo il lancio I/F scientifica PICsIT verso ESA, ASI, IBIS-team

9 C. Labanti - Gen 04 AGILE Astrorivelatore Gamma ad Immagini Leggero Tracker INFN - TS MiniCalorimetro IASF - BO SuperAgile IASF - Roma Data Handling IASF - MI Laben AntiCoincidenza IASF - MI Sezione di Bologna Il payload AGILE GSE, MGSE, SW analisi IASF - BO 30 MeV – 50 GeV 15 – 50 keV Lancio previsto estate 2005 http://agile.mi.iasf.cnr.it/

10 C. Labanti - Gen 04 Sezione di Bologna MCAL Detector: 30 barre di CsI(Tl) Eredità tecnologica di Integral- PICsIT Accoppiamento ottico cristallo fotodiodo ad alta trasmissione e resistente alle sollecitazioni termo-elastiche Ogni barra è contenuta in un housing in fibra di carbonio per fornire rigidità e modularità Ricostruzione in energia e posizione degli eventi sfruttando l’attenuazione della luce lungo la barra Barra avvolta con materiali studiati per ottimizzare il segnale letto ai fotodiodi Barre di scintillatore CsI(Tl) e lettura con due PD PIN dimensioni: 375 x 23 x 15 mm

11 C. Labanti - Gen 04 Sezione di Bologna Modi operativi MCAL Modo GRIDModo BURST  Slave del Tracker di Agile.  Agisce come calorimetro del Tracker.  Rivelatore indipendente di fotoni gamma per E > 300 keV.  3 discriminatori per barra.  Sistema di ratemeters per la ricerca di Burst su diversi tempi scala e per diverse aree del rivelatore. Il MiniCalorimetro può operare contemporaneamente in due modalità:

12 C. Labanti - Gen 04 Sezione di Bologna MCAL Elettronica:30 catene in modo GRID 30 catene in modo BURST 2 Fotodiodi PIN custom, studiati per massimizzare la raccolta di luce, sono accoppiati ad ogni lato barra Un preamplificatore di carica low-noise è collegato ad ogni fotodiodo Performances elettronica: Basso rumore Alta risoluzione temporale Tempi morti ridotti Ad ogni preamplificatore sono collegate 2 catene elettroniche per il condizionamento dei segnali: Catena di GRID – slave del tracker Catena di BURST – rivelatore indipendente di fotoni gamma

13 C. Labanti - Gen 04 Sezione di Bologna Room for improvements PD PIN 10 mm 2 noise 450 e - rms @ 20 °C E’ difficile aumentare il segnale prodotto dagli scintillatori Si puo’ lavorare sul rumore ! PD SDC 9 mm 2 noise 35 e - rms @ 20 °C