Characterization of the Hamamatsu VUV4 MPPCs for nEXO
在本文中，我们报告的表征滨松VUV 4（S/N：S13370-6152）真空紫外线（VUV）敏感的硅光电倍增管（SiPMs）的一部分，为nEXO实验的液体氙闪烁光的检测解决方案的发展。各种SiPM特性，如：暗噪声、增益、相关雪崩、直接串扰和光子探测效率（PDE），在TRIUMF的专用装置中进行了测量。SiPM在$163 \text{ } \text{K} \leq \text{T}\leq 233 \text{ } \text{K}$范围内表征。在$3.1\pm0.2$ V和$\text{T}=163 \text{ }\text{K}$的过电压下，我们报告了在$0.161\pm0.005$触发脉冲后的$1 \upmu\text{s}$间期中每个脉冲的相关雪崩（CA）数量。在相同的设置下，暗噪声（DN）率为$0.137\pm0.002 \text{ Hz/mm}^{2}$。CA的数量和DN速率都在nEXO规范范围内。在平均波长为$189\pm7\text{ nm}$的$\text{T}=233 \text{ }\text{K}$上，测量了两种不同器械的Hamamatsu VUV 4 PDE。在过电压的$3.6\pm0.2$ V和$3.5\pm0.2$ V下，我们报告PDE为$13.4\pm2.6\text{ }\%$和$11\pm2\%$，分别对应于饱和PDE为$14.8\pm2.8…
2019-06-07 astro-ph.IM physics.ins-det
Characterization and Simulation of the Response of Multi Pixel Photon Counters to Low Light Levels
T2K近距离探测器的量热计、距离探测器和有源目标元件依靠滨松光子多像素光子计数器（MPPC）来探测带电粒子产生的闪烁光。详细测量的MPPC增益，afterpulsing，串扰，暗噪声，和光子探测效率低光水平的报告。为了解释MPPC行为对T2K物理观测值的影响，基于这些测量开发了一个模拟程序。模拟被用来预测探测器的能量分辨率。
2011-01-11 hep-ex physics.ins-det
Application of Geiger-mode photo sensors in Cherenkov detectors
工作在盖革模式下的硅基光电传感器（SiPM）代表了用于在低光水平下工作的粒子探测器（如切伦科夫探测器）的读出的优雅解决方案。特别是对磁场的不敏感性使得这种传感器适合于亚原子物理中通常使用磁体进行动量分辨率的现代探测器系统。在我们的研究所，我们正在对不同制造商的SiPM进行表征，以选择传感器并为给定应用找到最佳操作条件。最近，我们设计并构建了一个具有8x8单元的聚光器原型，以增加8x8 SiPM（Hamamatsu MPPC S10931- 100 P）阵列的有效光子检测面积。进行了Monte Carlo研究、收集效率的测量以及MPPC测试。这些发展的现状。
2010-08-31 nucl-ex physics.ins-det
A new generation photodetector for astroparticle physics: the VSiPMT
VSiPMT（真空硅光电倍增器管）是我们为革命性光子探测器提出的创新设计。其主要思想是用SiPM（G-APD）代替PMT的经典倍增极链，后者充当电子检测器和放大器。其目的是使光电阴极的大灵敏区域与SiPM技术的性能相匹配。VSiPMT具有许多吸引人的功能。特别地，低功耗和优异的光子计数能力。为了证明这一想法的可行性，我们首先测试了一种特殊的非窗口SiPM（MPPC）的电子探测器和电流放大器的性能。由于这一结果，滨松实现了两个VSiPMT工业原型。在这项工作中，我们提出了一个完整的VSiPMT原型表征的结果。
2014-07-17 hep-ex physics.ins-det
Characterization of more than three years of in-orbit radiation damage of SiPMs on GRBAlpha and VZLUSAT-2 CubeSats
本研究利用GRBAlpha和VZLUSAT-2立方星三年以上在轨数据，分析滨松S13360-3050 PE MPPCs辐射损伤特性，证明经2.5mm PbSb屏蔽的MPPCs可在LEO环境持续服役超三年，为其未来卫星应用提供依据。
2025-04-03 astro-ph.IM physics.ins-det
Development of a high-light-yield liquid argon detector using tetraphenyl butadiene and silicon photomultiplier array
为了提高液态Ar（LAr）探测器的光产额，我们优化了探测器表面四苯基丁二烯（TPB）的蒸发工艺，并测试了硅光电倍增器（SiPM），即硅通孔多像素光子计数器（TSV-MPPC，Hamamatsu Photonics K.K.）在LAr温度下。TPB将LAr散射（真空紫外光）转换为可见光，可由高灵敏度的光传感器检测。由于光产额取决于TPB的检测器的内表面上的沉积质量，我们构造了一个良好控制的TPB蒸发器，以确保再现性和测量的TPB沉积质量使用石英晶体微天平传感器。在优化TPB的沉积质量（在光电传感器窗口上30 $μg/cm^2$和在检测器壁上40 $μg/cm^2$）之后，光输出为12.8 $\pm$ ± 0.3 p.e./ keVee，对于TPB转换的光，使用具有大约30%的量子效率的PMT。我们还测试了低温耐受性的TSV-MPPC，这具有较高的光子探测效率，在LAr环境。TSV-MPPC对TPB转化的LAr荧光进行了检测，光检测效率超过50%。
2021-05-10 physics.ins-det
Scintillator counters with WLS fiber/MPPC readout for the side muon range detector (SMRD)of the T2K experiment
J-PARC的T2 K中微子实验使用一组近探测器来测量非振荡中微子束的性质和中微子相互作用截面。本文介绍了近探测器复合体的子探测器之一--侧面μ子距离探测器（SMRD）。该探测器的目的是帮助测量中微子能谱，识别背景和校准其他探测器。SMRD的有源元件由插入UA 1磁轭气隙的0.7 cm厚挤出闪烁体板组成。通过嵌入蛇形槽中的单个WLS光纤提供每个闪烁体板的读出。两个Hamamatsu多像素雪崩光电二极管（MPPC）耦合到WLS光纤的两端。这种设计使我们能够实现大于99%的高MIP检测效率。光输出为25-50 p.e./ MIP，时间分辨率约为1 ns，空间分辨率优于10 cm。
2009-04-29 physics.ins-det
Characterization of a high efficiency silicon photomultiplier for millisecond to sub-microsecond astrophysical transient searches
我们对滨松光电公司生产的高效率单通道硅光电倍增器S14160- 3050 HS多像素光子计数器（MPPC）进行了表征。所有测量均在（23.0 $\pm$ 0.3）$^{\circ}$ ℃的室温下进行。我们获得了I-V曲线，并使用相对导数找到了38.88 V的击穿电压。在3 V的过电压下，我们找到了1.08 MHz的暗计数率，21 $\%$的串扰概率，450 nm处55 $\%$的光子探测效率，以及每秒1.0 × 10 $^{11}$光子的饱和度。S14160- 3050 HS MPPC是超快天文望远镜的候选探测器，该望远镜将使用两个光子计数阵列在位于哈萨克斯坦阿拉木图附近的Assy-Turgen天体物理天文台（NUTTelA-TAO）的0.7米纳扎尔巴耶夫大学瞬态望远镜上同时运行，以毫秒至亚微秒的时间尺度表征光学（320 nm - 650 nm）天空。我们讨论了将S14160- 3050 HS MPPC用于UFA望远镜和未来亚秒时域天体物理学地基望远镜的优点和缺点。
2020-11-30 astro-ph.IM physics.ins-det
Pixelated Geiger-Mode Avalanche Photo-Diode Characterization through Dark Current Measurement
像素化盖革模式雪崩光电二极管（PPD），通常被称为硅光电倍增器（SiPM），正在成为各种探测器中传统光电倍增管（PMT）的优秀替代品，特别是那些用于亚原子物理实验的探测器，其需要大量的测试和操作程序以实现所有器件的均匀响应。在本文中，我们表明两个PPD品牌，滨松MPPC和SensL SPM，暗噪声率，击穿电压和相关雪崩率可以推断出从暗电流作为工作电压的函数的唯一措施，从而大大简化了表征过程。我们引入了一个定制的电子系统，允许同时测量许多设备，从而允许以低成本快速测试和监测许多设备。最后，我们表明，Hamamastu多像素光子计数器（MPPC）的暗电流是相当独立的温度在恒定的工作电压，因此电流测量不能用来探测温度的变化。另一方面，MPPC电流可用于在DC模式下监控光源条件，而无需很强的温度稳定性，只要集成光源亮度与暗噪声率相当即可。
2013-12-02 physics.ins-det
Novel Multi-pixel Silicon Photon Detectors and Applications in T2K
如今，诸如高能物理（HEP）、医学成像设备、便携式辐射探测器等的众多领域，需要一种坚固、小型、可靠和容易获得的光子检测器，其在各种环境中，例如在强磁场存在下是稳定的。最近可用的$\sim$ 1 mm $^{\textrm{2}}$有源区多像素光子计数器（MPPC）传感器，由滨松光子学公司生产，已被发现是可靠的，是一个有吸引力的选择，用于HEP应用。以下传感器特性已经过T2 K合作组织的全面测试：增益、暗噪声、检测效率、可靠性。这些似乎是稳定的;此外，还评估了许多器械之间的特征扩散。具有较大面积的传感器正在开发用于成像和直接与闪烁体耦合的目的。
2009-10-23 hep-ex physics.ins-det
Characterization of the Hamamatsu R11780 12 inch Photomultiplier Tube
未来的大型水切伦科夫探测器和闪烁体探测器已被提出用于长基线中微子振荡、质子衰变、超新星和太阳中微子的测量。为了确保成本效益和优化科学范围，对此类探测器的关键要求之一是大面积、高性能的光电倍增管（PMT）。Hamamatsu R11780是这种器件的一个候选者，它是一种12”PMT，有标准和高量子效率两种版本。本文测量了单光电子响应特性，标准和高量子效率版本的相对效率，标准量子效率版本的绝对量子效率的初步测量，以及整个光阴极表面的相对效率的二维扫描。所有的单光电子研究都是在室温下使用切伦科夫光源，增益为1*10^7。这些结果表明，R11780光电倍增管是一个很好的候选人，这样的大型光学探测器，包括峰谷比大于2，渡越时间传播约1.3 ns，和后期脉冲的概率小于5%。
2013-02-07 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Design and test for the CEPC muon subdetector based on extruded scintillator and SiPM
本研究针对CEPCμ子探测器研发基于新型闪烁体与SiPM的探测技术，通过宇宙线测试验证了其高光收集效率与良好时间分辨率，为CEPC探测器参考技术设计报告的原型研发奠定基础。
2024-05-21 physics.ins-det
Phototube tests in the MiniBooNE experiment
费米实验室的MiniBooNE中微子振荡实验使用了1520个8英寸光电倍增管：1197个光电倍增管为滨松R1408型，其余为R5912型。所有PMT都经过测试，以符合纳入检测器的条件，并根据其电荷和时间分辨率以及暗率进行分类。7个PMT接受了额外的低照度水平测试。测量了作为入射角的函数的七个附加PMT的相对检测效率。程序和结果。
2005-12-30 physics.ins-det
Gain and charge response of 20 inch MCP and dynode PMTs
JUNO是一个20千吨的液体闪烁体探测器，旨在确定中微子质量排序，精确测量振荡参数，探测天体物理中微子和寻找奇异物理。它被设计为在1 MeV时达到3%的能量分辨率，具有有史以来最高的PMT覆盖率，使用两种类型的20英寸光电管：NNVT的MCP-PMT和Hamamatsu的dynode-PMT。本文以JUNO中心探测器样机为研究对象，研究了MCP和倍增极光电倍增管的增益和电荷响应。测量了MCP-PMT电荷输出的线性度，以检验长尾效应对其电荷谱的影响。
2021-03-27 hep-ex physics.ins-det
Photon detection system for ProtoDUNE dual phase
深地下中微子实验（DUNE）是一个40千吨的地下液氩时间投影室（LAr TPC）探测器，用于长基线中微子振荡研究以及中微子天体物理学和核子衰变研究。嵌入LAr TPC的光子探测器系统为非射束事件增加了精确的计时能力。ProtoDUNE双相探测器将由一个6x6x6 m3的液态氩时间投影室组成，该室位于CERN，光读出将由来自Hamamatsu的8英寸低温光电倍增管形成。描述了36光电倍增管的特性、底座设计和光校准系统。此外，从3 × 1 × 1米3 LAr双相位探测器在欧洲核子研究中心的初步结果。
2017-12-05 physics.ins-det
Scintillator cubes for 3D neutrino detector SuperFGD
SuperFGD是一种高颗粒闪烁体探测器，正在建设中，以减少T2 K实验中的系统不确定性，从而提高对中微子振荡中CP破坏的灵敏度。SuperFGD将由约2x10^6个小（10x10x10 mm^3）光学隔离的聚苯乙烯塑料闪烁体立方体组成，立方体上有三个直径为1.5 mm的正交孔。从每个立方体的反射光的读出是由插入到三个孔中的三个波长偏移光纤提供的，并耦合到MPPC微像素光电传感器。立方体覆盖着白色化学反射器，用于光学隔离。本文介绍了这些立方体的制造技术、力学性能、在宇宙μ子测试和欧洲核子研究中心束线测试中获得的主要特性以及温度测试结果。
2021-11-14 physics.ins-det
Balloon Flight Test of a Compton Telescope Based on Scintillators with Silicon Photomultiplier Readouts
我们提出的第一个高空气球飞行试验的结果的概念，先进的康普顿望远镜利用现代闪烁体材料与硅光电倍增器（SiPM）读数。在高能天文学和太阳物理学领域需要能够进行灵敏观测的新的中能伽马射线（~0.4 - 10 MeV）探测器。具有SiPM读数的基于快速闪烁体的康普顿望远镜是对该仪器挑战的有希望的解决方案，因为闪烁体的快速响应允许通过飞行时间（ToF）辨别来拒绝背景。太阳康普顿望远镜（SolCompT）原型的设计是为了证明这项技术在气球飞行条件下的稳定性能。SolCompT仪器是一个简单的双元件康普顿望远镜，由一个大约1英寸的圆柱形芪晶体作为散射探测器和一个1英寸的立方LaBr 3：Ce晶体作为量热计探测器组成。两个闪烁体探测器均由Hamamatsu S11828-3344 MPPC装置的2 × 2阵列读出。定制前端电子器件提供最佳信号上升时间和线性度，定制电源自动调整SiPM偏置电压，以补偿温度引起的增益变化。一个标记的校准源，包括~240 nCi的钴-60嵌入塑料闪烁体，被放置在视野中，并提供了一个已知的伽马射线源，以测量飞行。SolCompT气球有效载荷于2014年8月24日从新墨西哥州的萨姆纳堡发射，并在约123，000英尺的漂浮高度上花费了约3.75小时。该仪器在整个飞行过程中表现良好。在对小的（~10%）残余增益变化进行校正后，我们测量到飞行中ToF分辨率为~760 ps（FWH…
2016-02-24 astro-ph.IM physics.ins-det
Cryogenic R5912-20Mod Photomultiplier Tube Characterization for the ProtoDUNE Dual Phase Detector
深层地下中微子实验是一个双站点实验，用于长基线中微子振荡研究，以及中微子天体物理学和核子衰变研究。远探测器是一个40千吨的地下液态氩时间投影室（LAr TPC），其中光子探测器系统增加了精确的计时能力。ProtoDUNE双相位探测器将由一个6x6 x6 m^3的LAr TPC组成，将在CERN中微子平台上运行，光子探测系统将由来自滨松的8英寸低温光电倍增管组成。研究了R5912- 20 Mod型光电倍增管在低温下的性能，包括暗电流、增益以及与光强和脉冲频率的线性关系。此外，PMT的基础设计进行了验证。在寒冷的，减少的PMT放大，或疲劳效应，测量的PMT输出电流增加，无论是由于高增益，光强度或速率。此外，40光电倍增管的特性的结果将用于ProtodUNE双相。
2018-10-05 hep-ex physics.ins-det
The CCube reconstruction algorithm for the SoLid experiment
针对SoLid极短基线反中微子振荡实验的高度分段探测器，本文设计了CCube重建算法以将光纤读出信号转换为探测单元列表，对比三种方法后选定了实验基线方案。
2025-10-22 hep-ex physics.ins-det
The Super Fine-Grained Detector for the T2K neutrino oscillation experiment
University of Tokyo（东京大学）；Institute for Cosmic Ray Research（宇宙线研究所）；Kamioka Observatory（神冈观测所）；Lancaster University（兰卡斯特大学）；Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院列别杰夫物理研究所）；Tokyo Metropolitan University（东京都立大学）；Kyoto University（京都大学）；Joint Institute for Nuclear Research（联合核研究所）；Louisiana State University（路易斯安那州立大学）；Oxford University（牛津大学）；Bartoszek Engineering（巴托舍克工程公司）；Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院核研究所）；Ecole Polytechnique（巴黎综合理工学院）；IN2P3-CNRS（法国国家科学研究中心IN2P3）；Laboratoire Leprince-Ringuet（勒布朗-林盖特实验室）；Tohoku University（东北大学）；Sorbonne Université（索邦大学）
T2K实验的近端探测器ND280升级以提升检测性能，采用新型超细粒度探测器SuperFGD，通过三维成像和高精度时间分辨提高中微子相互作用研究。
2026-03-16 hep-ex physics.ins-det
The JSNS^2 Detector
JSNS^2（J-PARC Spiral Neutrino Source的无菌中微子搜索）实验旨在搜索eV^2质量分裂范围内的无菌中微子振荡。该实验将寻找从μ子反中微子振荡出的电子反中微子的出现。电子反中微子是用液体闪烁探测器通过逆β衰变过程探测到的。一束能量为3GeV的1 MW质子束入射到自旋中子靶上，在静止状态下由π介子、μ介子和K介子衰变产生强脉冲中微子源。JSNS^2探测器位于距离中微子源24米处，从2020年6月开始运行。该探测器在一个丙烯酸容器中装有17吨钆（Gd）装载的液体闪烁体（LS），作为中微子靶。它被31吨未装载的LS包围在一个不锈钢罐中。LS中产生的可见光子由120个R7081 Hamamatsu 10英寸光电倍增管（PMT）观察。在本文中，我们描述了JSNS^2探测器的设计、构造和操作。
2021-08-24 hep-ex physics.ins-det
Performance of PMTs for the JSNS2 experiment
JSNS $^{2}$（J-PARC Spiral Neutrino Search at J-PARC Spiral Neutron Source）实验的目的是在J-PARC的24米短基线上搜索中微子振荡。JSNS $^{2}$内部探测器填充有17吨的钆负载液体闪烁体（LS），中间$γ$-捕集器和光学分离的外部否决器都填充有未负载的LS。利用120个光电倍增管（PMT）观测闪烁产生的可见光子。用于JSNS2实验的总共130台PMT都是由其他实验捐赠的，也是从滨松购买的。捐赠的光电倍增管是在大约10年前购买的，因此，JSNS $^{2}$对光电倍增管进行了预校准，包括购买的光电倍增管。123个PMT证明了JSNS $^{2}$实验的可接受性能，并将120个PMT安装在探测器中。
2020-05-25 physics.ins-det
The Electromagnetic Calorimeter for the T2K Near Detector ND280
T2K实验研究了J-PARC加速器复合体和Super-Kamiokande探测器之间的离轴μ子中微子束的振荡。特别强调的是测量混合角θ 13通过观察电子中微子外观通过次主导μ中微子电子中微子振荡，并寻找CP破坏的轻子部门。该实验包括一个复杂的，离轴，近探测器，ND 280，位于中微子生产目标下游280米，以测量中微子束的属性，并更好地了解中微子相互作用的能量尺度低于几个GeV。ND 280收集的数据用于研究带电和中性电流中微子相互作用率和运动学振荡前，以减少振荡测量的不确定性的远探测器。近探测器的一个关键元件是ND 280电磁量能器（ECal），由夹在铅片之间的活动闪烁体条组成，并用多像素光子计数器（MPPC）读出。ECal对于中性粒子的重构和带电粒子种类的识别是至关重要的。ECal围绕Pi-0探测器（P0D）和ND 280的跟踪区域，并封闭在前UA1/NOMAD偶极磁体中。本文介绍了ECal的设计、构造和组装，以及组成它的材料。电子和数据采集（DAQ）系统进行了讨论，和ECal模块的性能，推导出粒子束，宇宙射线，校准系统，和T2 K数据的测量，进行了说明。
2013-09-18 physics.ins-det
Cryogenic characterization of FBK NUV-HD-Cryo 3T SiPM sensors for the DUNE photon detection system
Instituto de Física Corpuscular（西班牙瓦伦西亚核物理研究所）；Northern Illinois University（北伊利诺伊大学）；Czech Technical University（捷克理工大学）；Princeton University（普林斯顿大学）；University of Granada（格拉纳达大学）；Université de Paris Cité（巴黎西岱大学）；Czech Academy of Sciences（捷克科学院）
本文研究了FBK NUV-HD-Cryo 3T SiPM传感器在低温下的性能，用于DUNE中微子探测系统。
2025-11-24 hep-ex physics.ins-det
