双层网Micromegas（Double-Mesh Micromegas）是一种在传统单层网Micromegas探测器基础上发展的高性能气体探测器，通过双层微网电极结构实现电子倍增过程的分段优化，显著提升增益上限与稳定性，尤其适用于时间投影室（TPC）读出、高计数率及强辐射环境等严苛场景。
传统单层网Micromegas探测器通过单级倍增，电子雪崩仅发生在单层微网与阳极之间的狭窄间隙（~50–500 μm），增益上限受限于空间电荷效应与放电风险（通常≤10⁵），由于单层网结构，探测器呈现显著的离子反馈效应，限制TPC系统计数率（典型值<10⁵Hz）。
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- 双层网结构的创新设计实现两段式电子倍增，第一层网为预倍增层，低电场区实现初始电子预放大（增益~10–100），第二层网为主倍增层，高电场区完成最终雪崩放大（总增益可达10⁵–10⁶）。同时双层网结构形成电场梯度屏障，阻断正离子回迁路径，离子反馈率可降至~0.1%。双层网Micromegas探测器通过适当的调整双层结构的气隙厚度，可以在TPC系统低气压工作气体环境，实现对低能束流的监测能力。
- 增益与稳定性提升
- 增益上限突破：分段倍增避免单一高电场区的雪崩击穿风险，总增益提升10倍以上；
- 抗放电能力增强：预倍增层分担电压负载，降低主倍增层电场波动，耐受计数率提升；
- TPC读出性能优化
- 离子反馈抑制：通过双层网的电场屏蔽效应，TPC漂移区离子污染减少，允许更高束流强度；
- 时间分辨率改善：双层电场分布使电子渡越时间更均匀，改善时间分辨率。
- 空间分辨率保持：继承传统Micromegas探测器的高空间分辨率。
典型应用场景
- 高能物理实验中的TPC系统
- 强辐射环境监测
- 低本底暗物质探测
技术参数
1. 双层雪崩间隙： 750&500 μm
2. 快速接地设计与镀锗阻性阳极
3. 气体增益： >10⁵@1 bar和>10⁴@100 mbar
4. 离子反馈：~0.1%