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Elektronikentwicklung 286 Abbildung 176: Konzeptioneller Entwurf des AHCAL Prototypen (a), und Realisierung der ersten Module (b). Das eingerahmte Bild zeigt die Flexfolie mit sehr dünnem Verbindungsstecker, die die Verbindung zwischen Datenaquisition und der Detektorelektronik realisiert.
Elektronikentwicklung Gruppenleiter: M. Zimmer Zur Abteilung Elektronikentwicklung FE gehören die Fachgruppen FEA für digitale Datenverarbeitung, FEB für analoge Datenverarbeitung und Mess- und Regeltechnik sowie FEC für Mikro- und Optoelektronik. Ausleseelektronik für CALICE Für die CALICE Kollaboration wurde in enger Zusammenarbeit mit der DESY Gruppe FLC das Konzept für die Elektronik eines analog ausgelesenen, hadronischen Kalorimeters (AHCAL) an einem e + e − -Kollider entwickelt. Der Prototyp mit etwa 2200 Kanälen basiert auf szintillierenden Plättchen mit den Maßen 3 × 3 cm 2 , die jeweils von einem Multi-Pixel Geiger-Mode Photodetektor (MGPD) ausgelesen werden und in die Leiterplatte der Ausleseelektronik integriert werden. Die Prototypenentwicklung erfolgte im Hinblick auf eine mögliche Verwendung für das Kalorimeter des ILC (International Linear Colliders). So soll das entwickelte Aufbau- und Verbindungskonzept der detektornahen Elektronik zeigen, welche messtechnischen Eigenschaften erreicht werden können, wenn Fertigungstechniken für eine Massenfertigung angewendet werden. Im abgelaufenen Jahr wurden in enger Koordination mit den CALICE Partnern und mit Unterstützung der EU (EUDET JRA3) die ersten Module des Prototypen fertig gestellt (siehe Abbildung 176a). Dargestellt sind ein kommerzielles FPGA Board (Mutterplatine, Abbildung 176b), welches die Schnittstelle zwischen der Datennahme und dem Prototypen bildet, sowie die Steuerplatine für ein Kalibrationssystem. Dieses basiert Elektronikentwicklung auf ultravioletten LEDs mit einem ARM7 Mikrocontroller als Steuereinheit (Aufsteckplatine in Abbildung 176b). Die Verbindung zum inneren Detektor erfolgt über ultraflache flexible Leiterplatten und Stecker (zusammen weniger als 1.2 mm dick), von denen zwei Typen für Signale und Spannungsversorgung realisiert wurden (siehe Abbildung 176b, blauer Rahmen). Für das Frühjahr 2009 wird die Fertigstellung des inneren Detektormoduls erwartet, welches die Integration von typisch 144 Szintillator-Plättchen und MGPDs (MEPhI/PULSAR, ITEP) mit den analog/digitalen Auslese ASICs (LAL/OMEGA Orsay) und dem Kalibrationssystem bewerkstelligt. Daraufhin folgen intensive Systemtests und die Erweiterung auf etwa 2200 Detektorkanäle, für die eine Weiterentwicklung einiger Module angestrebt wird. Detektorentwicklung am European XFEL FE ist an zwei der drei internationalen Konsortien beteiligt, die 2-dimensionale Röntgenkameras mit einer Million Pixel für unterschiedliche Anwendungen am XFEL entwickeln. Die Detektoren sollen in der Lage sein, alle 200 ns ein Bild aufzunehmen und bis zu 4000 Bilder pro Sekunde speichern. 287
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