Fundamentals of Gas Micropattern Detectors
我们对几种微模式气体探测器的增益和速率特性进行了一系列新的系统研究。扩展早期的研究，这些测量是在各种压力，气体混合物，在广泛的初级电荷，以及当整个区域的检测器被照射高强度的x射线束。几个新的影响被发现，共同的所有测试的探测器，定义基本的操作限制。这些研究的结果使我们能够确定几个具体的方法，提高微图案检测器的性能，并建议在某些应用中的RPC可能构成一个有效的替代方案。这些探测器通过电阻电极防止放电破坏，具有高增益、高速率能力（10^5 Hz/mm^2）、良好的位置分辨率（优于30微米）和出色的定时（50 ps sigma）。
2001-06-05 physics.ins-det
Gas electron multipliers with metal electrodes and their applications in detectors
气体电子倍增器（GEM）与电线（WGEM）或金属电极（MGEM），其中不使用任何塑料绝缘体之间的电极被创建。WGEM的电极之间没有塑料绝缘，因此可以排除电极之间不必要的泄漏电流和火花击穿。在这种MGEM中的意外火花事件不会导致它们的故障，只要正离子通过间隙区域中的强电场快速远离击穿区域。在这项工作中，我们提出了这样的创业板的审查。本文提出了一种用针阳极的磁共振电子显微镜（WGEMs）作为探测器来研究暗物质粒子与氢（H2）的相互作用。在本文中，我们提出了一个审查这样的商会。为了研究混合气体（Ar +10%H_2，Ne +10%H_2，H_2 + 3ppmTMAE），构建了具有针阳极检测系统的包含WGEM的室。在本文中，我们提出的实验研究结果，这些气体混合物退出的α源。最后，我们讨论了针阳极的GEM的操作原理以及建造大规模（150 mm × 150 mm）MGEM探测器的计划。
2020-06-05 physics.ins-det
A Model for Crosstalk in Micropattern Gas Detectors
串扰特性，如脉冲幅度和形状的研究与一个简单的PSpice模型的电容耦合内的MPGD。串扰脉冲形状可以被理解为由于CR微分器。串扰可以通过多个电容耦合路径同时发生。如果信号是通过电流源（如正常检测器操作中）或通过电压源（如在使用外部电压脉冲发生器的台式测试中经常进行的）感应的，则这些路径上的串扰信号会以不同的方式增加。利用该模型研究了几种降低串扰的方法。它表明，从面向读出结构的放大电极到地的低阻抗AC路径对于最小化串扰是重要的。这意味着需要放大电极对地足够大电容。该结果对于在不引起串扰的情况下这种放大电极可以被分段多少具有后果。
2020-12-19 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
A First Mass Production of Gas Electron Multipliers
我们报告了使用3M的全自动卷对卷柔性电路生产线制造第一批约2，000个气体电子倍增器（GEM）的情况。该工艺允许低成本、可再现地制造尺寸高达30 $\times$ 30 cm $^{2}$的大量宝石。第一次测试表明，所得到的GEM具有作为辐射探测器的最佳性能。介绍了GEM的生产工艺和性能的初步测试。这一现已证明的工业能力应有助于进一步确立微图案气体探测器在基于加速器和非加速器的粒子物理学、成像和光电探测中的突出地位。
2003-04-07 astro-ph hep-ex nucl-ex
Making spherical GEMs
我们开发了一种方法，使GEM箔的球形几何形状。这个过程中，并与由此产生的球形宝石的测试。与球形漂移电极一起，可以形成用于X射线的球形转换间隙。这将消除X射线衍射装置中的视差误差，该视差误差限制了宽衍射角处的空间分辨率。该方法对于设计中可能的变化是廉价和灵活的。我们展示了先进的计划，使一个完全球形的三重GEM探测器，包括球形读出结构的原型。这种探测器将具有优越的位置分辨率，也在宽衍射角，和高速率的能力。以前从未制造过完全球形的气体探测器。
2009-11-06 physics.ins-det
Towards Coherent Neutrino Detection Using Low-Background Micropattern Gas Detectors
通过相干核散射探测低能中微子（$<$几十MeV）仍然是中微子物理学中的圣杯。这种无争议的相互作用模式预计将受益于截面的相当大的增加，与靶核中中子数的平方成比例，这是一个有利的特征，因为在这个能量区域中，通过所有其他通道进行相互作用的概率很小。相干中微子探测器将为许多新的应用打开大门，从研究中微子的基本性质到真正的“中微子技术”。不幸的是，目前的辐射探测器的足够大的质量（$>$ 1公斤）是不敏感的sub-keV核反冲像那些预期从这个通道。微图案气体探测器（MPGD）的出现，最初打算用于高能物理的新技术，可能很快结束这一僵局。我们提出了第一次测试的MPGDs制作的无放射性材料，并讨论了评估其灵敏度的方法，这些微弱的信号。应用程序进行审查，特别是它们的使用作为一种保障措施，防止非法操作的核反应堆。简要介绍了气体电子倍增器（GEMs）的第一次工业化大规模生产。
2002-12-14 astro-ph hep-ex hep-ph
Spherical GEMs for parallax-free detectors
我们开发了一种方法，使GEM箔的球形几何形状。本程序的测试和所得到的球形\textsc{gem}。与球形漂移电极一起，可以形成球形转换间隙。当使用气体转换器时，这将消除用于检测X射线、中子或UV光子的视差误差。这种视差误差限制了宽散射角下的空间分辨率。该方法对于设计中可能的变化是廉价和灵活的。我们展示了先进的计划，使一个完全球形的三重GEM探测器，包括球形读出结构的原型。该探测器将具有优异的位置分辨率，在广角下也是如此，并且具有高速率能力。以前从未制造过完全球形的气体探测器。
2009-11-17 physics.ins-det
First results of spherical GEMs
我们开发了一种方法，使GEM箔的球形几何形状。这个过程中，并与由此产生的球形宝石的测试。与球形漂移电极一起，可以形成球形转换间隙。当使用气体转换器时，这消除了用于检测X射线、中子或UV光子的视差误差。这种视差误差限制了宽散射角下的空间分辨率。除了球形GEM外，我们还开发了弯曲的间隔器以保持精确的间距，以及锥形场笼以防止径向漂移场的边缘失真达到检测器的角度接受极限。与这些组件的第一次测试是在一个设置与球形入射窗口，但一个平面读出结构，结果将被提交和讨论。然而，平坦的读出结构带来了困难。因此，我们将展示先进的计划，使一个完全球形的双GEM探测器的原型，包括一个球形的2D读出结构。该探测器将具有优异的位置分辨率，在广角下也是如此，并且具有高速率能力。
2010-11-24 physics.ins-det
Study of GEM-like detectors with resistive electrodes for RICH applications
我们已经开发出的原型的宝石类探测器与电阻电极被用作丰富的光电探测器配备碘化铯光电阴极。这些探测器的主要优点是其固有的火花保护和在许多气体（包括淬火不良的气体）中以高增益（~ 10 E5）工作的可能性，允许采用无窗配置，其中散热器气体也用于腔室中。本文介绍了电阻式GEM与CsI光电阴极组合探测器的量子效率、速率特性、长期稳定性等方面的系统研究结果。根据所获得的结果，我们认为这种新型探测器将是ALICE RICH探测器升级换代的一个有希望的候选者
2007-12-13 physics.ins-det
Development and preliminary tests of resistive microdot and microstrip detectors
在过去的几年里，我们的团队专注于开发各种火花保护微图案气体探测器的设计，其特点是电阻电极而不是传统的金属电极：电阻微带计数器，电阻GEM，电阻MICROMEGAS。这些探测器在一个设计中结合了RPC（火花保护）和微图案探测器（高位置分辨率）的最佳功能。在本文中，我们报告的进展，到目前为止，在开发其他类型的电阻微图案探测器：微点微孔探测器和微间隙微带探测器。对于某些特殊设计的双相贵液TPC，如CsI光电阴极浸入贵液中的情况，前者是最佳的电子放大器。这种探测器的初步测试，首次建成和调查，本文报道。后一种探测器主要面向医学成像应用，例如X射线扫描仪。然而，我们相信，经过适当的气体优化，这些探测器也可以实现高的时间分辨率，并因此可以在应用中使用，如TOF-PET，带电粒子的检测同时具有高的时间和位置分辨率等。
2012-08-23 physics.ins-det
Progress in Developing Hybrid RPCs: GEM-like Detectors with Resistive Electrodes
我们最近开发了一种创新的光子和带电粒子探测器：一种类似GEM的气体放大结构，具有电阻电极，而不是常用的金属电极。这种新型探测器结合了GEM的最佳性能-在级联模式和淬火不良气体中工作的能力-以及RPC的最佳性能-防止火花。本文将简要回顾我们在这一方向上的最新成就，但主要重点将放在一种新的先进设计上，这种设计允许通过丝网印刷技术制造大面积探测器。建议的检测器，根据应用，可以操作在GEM模式（电子倍增通过孔只）或作为一个混合RPC与同时放大的漂移区和孔。这种新的探测器的可能的应用进行了讨论。
2008-05-18 physics.ins-det
Thick GEM-like (THGEM) detectors and their possible applications
厚类GEM（THGEM）电极是坚固的高增益气体电子倍增器，通过薄印刷电路板或其他材料的标准钻孔和蚀刻经济地制造。它们的操作和结构与标准GEM相似，但尺寸扩大了5至20倍。由于较大的孔尺寸，它们在单电极级联和双电极级联中分别提供高达10^5和10^7的电荷倍增。信号上升时间只有几ns，计数率在10^4增益下接近10 MHz/mm^2。亚毫米定位精度证明了一个简单的，基于延迟线的二维读出方案。这些倍增器可以以各种形状和尺寸生产，并且可以在许多气体中操作。它们可以在许多需要非常大的面积、鲁棒、平坦、薄的探测器的应用中取代标准GEM，具有良好的定时和计数率特性以及适度的定位。简要介绍了这些乘子的性质，并讨论了可能的应用。
2006-06-18 physics.ins-det
An improved design of spark-protected microstrip gas counters (R-MSGC)
我们已经开发了微带气体计数器制造的标准印刷电路板上，并具有以下特点：电阻阴极条，薄（10微米）的金属阳极条和电极保护表面放电的Coverlay层在其边缘。这些特性使探测器能够以与玻璃基板上制造的最佳微带气体计数器一样高的气体增益工作。我们相信，经过进一步的发展，这种类型的探测器可以在某些应用中与其他微图案探测器，例如MICROMEGAS竞争。
2011-07-27 physics.ins-det
First performance evaluation of a Multi-layer Thick Gaseous Electron Multiplier with in-built electrode meshes - MM-THGEM
我们描述了一种新的微图案气体检测器结构，包括一个多层孔型倍增器（M-THGEM）结合两个内置的电极网格：多网格THGEM型倍增器（MM-THGEM）。施加在各个电极之间的合适的电势差提供了MM-THGEM孔内的电离电子的有效收集和网格之间的大电荷雪崩倍增。不同于传统的空穴型倍增器（例如，气体电子倍增器-GEM、厚气体电子倍增器-THGEM等），其特征在于雪崩间隙内的可变（类偶极）场强，MM-THGEM中的电子很大程度上被在两个网格之间建立的强均匀场倍增，如在平行板雪崩几何结构中。孔内两个网格的存在允许捕获流回漂移区的大部分正离子。在Ar/（10%）CH_4和He/（10%）CO_2中，在标准的温度和压力条件下，用单个MM-THGEM进行单个光电子探测，气体增益超过10^5。当MM-THGEM与常规THGEM耦合并用作第一级联元件时，在He/（10%）CO2中最大可实现增益达到10^6以上，而在最佳探测器偏压配置的情况下，IBF接近1.5%。该IBF值比双GEM/THGEM检测器获得的IBF值低几倍（5-10%），并且与Micromegas检测器获得的性能相当。
2018-04-12 physics.ins-det
The high voltage system for the novel MPGD-based photon detectors of COMPASS RICH-1
COMPASS RICH-1的新型MPGD光子探测器的架构包括一个大尺寸的混合MPGD多层布局，结合了两层厚GEM和一个体阻MICROMEGAS。关于偏置电压，Thick-GEM被分段，以减少偶尔放电时释放的能量，而MICROMEGAS阳极被分段成单独偏置在正电压下的焊盘，而微网接地。总共有10种不同的电极类型和20000多个电极，由100多个高压通道供电。使用商业电源装置。电源系统的原始元件是电压分配网络的架构、通过电压调节对影响探测器增益的压力和温度变化的影响的补偿以及复杂的控制软件，该控制软件允许保护探测器免受操作员的错误，以1 Hz的速率监测和记录电压和电流，并自动对探测器的错误行为作出反应。高压系统及其性能的详细描述，以及在COMPASS操作过程中的检测器的电气稳定性。
2018-03-05 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Reading a GEM with a VLSI pixel ASIC used as a direct charge collecting anode
在微图案气体检测器（MPGD）中，当像素尺寸低于100微米并且像素数量很大（高于1000）时，实际上不可能使用传统的PCB读出方法将信号电荷从单个像素带到外部电子链。出于这个原因，一个定制的CMOS阵列的2101个有源像素与80微米的间距，直接用作GEM放大结构的电荷收集阳极，已经开发和建造。使用深亚微米VLSI技术的顶部金属层实现的六边形的每个电荷收集焊盘单独连接到通过使用剩余的五个有源层直接在其下方构建的完整电子链（前置放大器、整形放大器、采样和保持、多路复用器）。GEM和漂移电极窗口直接组装在芯片上，因此ASIC本身成为MicroPattern气体检测器的像素化阳极。通过这种方法，气体探测器首次达到了固态像素探测器典型的集成度和分辨率水平。这种新的读出概念的第一次测试的结果。还讨论了天文X射线偏振测量的应用。
2004-03-01 astro-ph physics.ins-det
Evidence for polyimide redeposition and possible correlation with sparks in Gas Electron Multipliers working in CF$_4$ mixtures
本研究通过分析使用过的GEM表面分子含量，证明聚酰亚胺再沉积形成绝缘层导致火花和故障，并发现铬扩散模糊层结构，强调表面化学分析的重要性。
2024-06-25 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
The high voltage system with pressure and temperature corrections for the novel MPGD-based photon detectors of COMPASS RICH-1
COMPASS RICH-1的新型MPGD光子探测器由多层结构的大尺寸混合MPGD组成，包括两层厚GEM和一个体电阻MicroMegas。第一THGEM的顶表面涂覆有CsI膜，CsI膜也用作光电阴极。自2016年以来，这些探测器已在COMPASS成功运行。关于偏置电压供应，厚GEM被分段以减少在偶尔放电的情况下释放的能量，而MicroMegas阳极被分段成单独地用正电压偏置的焊盘，同时微网接地。总共有大约10种不同的电极类型和超过20000个电极，由超过100个HV通道供电，其中所施加的电压之间的适当相关性是检测器正确操作所必需的。因此，一个强大的控制系统是强制性的，由一个定制设计的软件包，而商业电源单元的使用。这种复杂的控制系统可以保护探测器免受操作员的错误，以1 Hz的速率监测和记录电压和电流，并自动对探测器的错误行为做出反应。此外，还开发了一种电压补偿系统，根据环境压力和温度变化自动调节偏置电压，以实现随时间的恒定增益。这一发展符合更普遍的需要。事实上，电压补偿一直是气体探测器稳定性的一个要求，在多层探测器中，这一要求更高。本文详细介绍了高压系统及其性能，以及新型MPGD光子探测器在COMPASS物理数据采集过程中的稳定性。
2019-07-04 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
