Brightness and uniformity measurements of plastic scintillator tiles at the CERN H2 test beam
我们研究的光输出，光收集效率和信号定时的各种有机制冷剂，正在考虑升级的强子量热计的CMS检测器。实验数据收集在欧洲核子研究中心的H2试验束区，使用150 GeV的μ子束。特别是，我们调查的使用过掺杂和绿色发光塑料闪烁体，两个解决方案，尚未被广泛考虑。我们提出了一个研究的能量分布在塑料闪烁体瓷砖，作为命中位置的函数的命中效率，和蓝色和绿色闪烁器的信号定时的研究。
2017-11-30 physics.ins-det
Measurements with silicon photomultipliers of dose-rate effects in the radiation damage of plastic scintillator tiles in the CMS hadron endcap calorimeter
测量了CMS探测器强子端盖（HE）量热计中使用的塑料闪烁体瓦由于辐射损伤而导致的信号输出的减少。瓷砖暴露在质子-质子（pp）碰撞产生的粒子在欧洲核子研究中心大型强子对撞机与质心能量为13 TeV，对应于50 fb $^{-1}$交付的光度。的测量是基于读出通道的HE仪器与硅光电倍增器，并来自使用数据从几个来源：激光校准系统，一个可移动的放射性源，以及强子和μ子产生的PP碰撞。结果从几个辐照运动使用$^{60}$钴源进行了讨论。损伤呈现为剂量率的函数。在这些测量的范围内，对于固定剂量，损伤随剂量率的降低而增加。
2020-06-11 hep-ex physics.ins-det
Direct Coupling of SiPMs to Scintillator Tiles for Imaging Calorimetry and Triggering
最近可用的蓝色敏感硅光电倍增器允许直接读出蓝色发光塑料闪烁体瓦片，而不使用波长偏移光纤。这种没有光导的直接读出瓦片对于在使用大量单个单元的高度颗粒量热计中以及在需要非常紧凑的设计的其他应用中的使用是有吸引力的。然而，在这种情况下，总信号幅度和响应的均匀性可能是有问题的。我们已经开发了一种扫描装置，以调查与SiPM读出闪烁体瓷砖的响应详细。它被用来开发优化的闪烁体瓷砖几何形状的高度颗粒强子量热法在未来的对撞机和调查的可行性的SiPM读出触发的ATLAS ALFA光度探测器。我们报告与专门的闪烁体瓷砖的几何形状所获得的结果，讨论直接耦合SiPM读出的ATLAS ALFA触发瓷砖所获得的第一个结果，并介绍在实验中的应用，研究强子簇射的时间结构的光纤读出。
2010-11-23 physics.ins-det
A Scintillator Tile-Fiber Preshower Detector for the CDF Central Calorimeter
CDF中心量热计的正面配备了一个新的预闪探测器，该探测器基于WLS光纤读出的闪烁体片，以应对Tevatron运行II数据采集期间主注入器提供的亮度增加。在瓦出口处获得了约40 pe/MIP的光产额，超过了设计要求。
2004-06-21 physics.ins-det
Performance of alternative scintillator tile geometry for AHCAL
国际直线对撞机（ILC）上的CALICE安德里亚强子量能器（AHCAL）是一种基于MPPC闪烁体瓦片读出的高粒度强子量能器。对于ILC的构建，我们重新审视了AHCAL粒度的优化，并且正在研究具有更大闪烁体瓦片的混合粒度。我们首先测量了比标准$30\times30~\mathrm{mm^2}$瓦片更大的$60\times60~\mathrm{mm^2}$瓦片的性能。测得$60\times60~\mathrm{mm^2}$瓦片的光输出约为$30\times30~\mathrm{mm^2}$瓦片的光输出的一半，而瓦片响应的均匀性证明是非常好的。然后，构造由144个$60\times60~\mathrm{mm^2}$瓦片组成的检测层。检测层被添加到由38个检测层和$30\times30~\mathrm{mm^2}$瓷砖组成的AHCAL大型技术原型中。探测层在CERN SPS的测试束实验中成功地进行了测试。
2019-04-05 physics.ins-det
Uniformity Studies of Scintillator Tiles directly coupled to SiPMs for Imaging Calorimetry
我们提出了一种新的几何形状的闪烁体瓷砖开发的无光纤耦合到硅光电倍增器（SiPMs）的应用程序中的高度颗粒量热计。通过在光子传感器的耦合位置处钻取高度、宽度和深度分别为2 mm、4 mm和5.5 mm的狭缝，实现了在整个有源区域上瓦片响应的高度均匀性。对横向尺寸为3 x 3 cm^2、厚度为5 mm和3 mm的瓷砖进行了对穿透电子的响应的详细测量。
2010-03-31 physics.ins-det
The effect of radiation damage on the light yield and uniformity of candidate plastic scintillator tiles for the CMS hadron calorimeter upgrade
研究了辐射损伤对CMS强子量能器升级候选塑料闪烁体瓦片的影响，测量了受44 kGy辐照后不同形状瓦片的能量谱、位置效率及光产额，发现光产额均降低约50%，且替代形状瓦片的光收集均匀性显著下降。
2024-09-27 physics.ins-det
Timing performance of SiPM-on-Tile elements: Laboratory and test beam measurements
为满足未来正负电子对撞机亚纳秒级定时需求，研究人员通过DESY试验束和激光测量，探究了不同尺寸SiPM-on-Tile元件的时间分辨率性能。
2025-09-02 hep-ex physics.ins-det
A highly granular SiPM-on-tile calorimeter prototype
由CALICE合作开发的Ancillary Hadron Calorimeter（AHCAL）是线性对撞机探测器的可扩展工程原型。它是一种由钢吸收板和塑料闪烁体瓦组成的采样量热计，由硅光电倍增器（SiPMs）作为活性材料（SiPM-on-tile）读出。前端芯片集成到量热计的有源层中，并根据直线加速器的光束结构通过快速循环功率来最大限度地降低功耗。38层采样结构配备了每个包含576个单通道的盒，排列在读出板上，并根据36通道读出芯片进行分组。原型是使用适合大规模生产的技术组装的，如闪烁体砖的注塑和半自动包装，使用拾放机在电子设备上组装闪烁器，以及对探测器元件进行大规模测试。热量计在DESY委托，并在会议期间在CERN SPS获取数据。本文讨论了CALICE AHCAL工程样机的建造、调试和第一次试验梁的结果。
2019-04-24 hep-ex physics.ins-det
A Design of Scintillator Tiles Read Out by Surface-Mounted SiPMs for a Future Hadron Calorimeter
使用高粒度取样量热计的精确量热法正在CALICE协作中基于粒子流概念开发。强子量热计的一种设计选择是基于硅光电倍增器（SiPM）来检测塑料闪烁体瓦片中产生的光子。由于高粒度严格要求的大约一千万个通道的自动化大规模组装的需要，我们开发了一种与表面安装的SiPM直接耦合的闪烁体瓦片的设计。在每个瓦片的底表面的中心中创建腔，以提供用于整个SiPM封装的足够空间，并且改善对由在不同位置处穿透瓦片的入射粒子产生的光的收集。使用基于GEANT 4的全模拟模型优化了腔体设计，以实现对最小电离粒子（MIP）的高响应和良好的空间均匀性。已使用宇宙射线测量了具有优化腔体设计的闪烁体瓦片的单MIP响应，其显示具有仅$\mathbf{1\times1~mm^2}$的敏感区域的SiPM（Hamamatsu MPPC S12571- 025 P）达到大于23光子当量的平均响应，具有数十MIP的动态范围。通过使用来自$\mathbf{^{90}Sr}$源的聚焦电子扫描瓦片区域来执行相同瓦片设计的最新均匀性测量，其显示瓦片区域的约97%（80%）在90%（95%）响应均匀性内。这种优化设计远远超出了精密强子量能器的要求。
2015-12-18 physics.ins-det
A borehole muon detector with SiPM-on-tile technology
本研究研发了一款采用SiPM-on-tile技术的紧凑坚固钻孔μ子探测器，基于64通道模块化设计，探测效率超95%，天顶角分辨率达1.5–4.0°，为μ子层析成像提供新选择。
2025-10-05 hep-ex physics.ins-det
Scintillator Tile Hadron Calorimeter with Novel SiPM Readout
CALICE合作目前正在建造一个测试强子量能器（HCAL）与7620闪烁瓦片读出的新型光电探测器-硅光电倍增器（SiPM）。该原型是第一个大规模使用SiPM的设备。我们提出的HCAL的设计和超过10万SiPM的测量性能的报告。我们讨论了SiPM的效率，增益，串扰和噪声率依赖于偏置电压和温度，包括在这些参数的蔓延。我们分析了SiPM被拒绝的原因，并给出了长期稳定性研究的结果。介绍了SiPM抗辐射硬度的首次测量结果。我们比较了SiPM的性能与类似设备，MRS APD和MPPC的性能。研究了在不使用WLS光纤的情况下，使磁瓦变薄并读出磁瓦的可能性。
2007-04-26 physics.ins-det
Test Beam Study of SiPM-on-Tile Configurations
研究了闪烁体瓦片的各种配置的光产额和空间均匀性。通过硅光电倍增器（SiPM）收集来自每个闪烁体的光，直接观察产生的闪烁光（SiPM-on-tile技术）。不同的参数包括瓷砖横向尺寸，瓷砖厚度，瓷砖包装材料，闪烁体成分，和SiPM模型。这些研究是在费米实验室试验束设施中使用120 GeV质子进行的。外部跟踪允许测量穿透瓦片的每个质子的位置。结果进行了比较的GEANT4模拟scinitillator，包装，和SiPM的每种配置。
2021-05-17 physics.ins-det
Effects of misalignment on response uniformity of SiPM-on-tile technology for highly granular calorimeters
SiPM-on-tile技术由安装在SiPM顶部的典型尺寸为几厘米$^2$的塑料闪烁体瓦片组成，已在CALICE合作中开发，以实现基于闪烁器的高颗粒量热计的有源元件的自动化大规模生产。我们提出了一个研究的闪烁体瓷砖相对于光子传感器的响应均匀性和绝对光输出的正方形，六边形和菱形闪烁体瓷砖的不同尺寸的未对准的影响。未对准导致光输出的空间分布的偶极不对称性的形成，其幅度与位移的大小成线性比例，而瓦片的整个有效区域上的平均光输出不受影响。这些结果为大型量热计系统的生产和组装公差的定义提供了指导，表明约500 $μ$ m或更好的对准精度允许将影响限制在可接受的水平。
2020-07-07 physics.ins-det
Prototype tests for a highly granular scintillator-based hadronic calorimeter
在CALICE合作中，研究了未来轻子对撞机探测器的强子量能器的几个概念。在“物理原型”中展示了测量方法的能力之后，现在的重点是改进其在“技术原型”中的实施，这些原型可扩展到完整的线性对撞机探测器。安东强子量热计（AHCAL）概念是一种由钨或钢吸收板和塑料闪烁体瓦片组成的采样量热计，由硅光电倍增器（SiPM）作为有源部件读出。前端电子器件完全集成到热量计的有源层中，并设计用于最小功耗（即功率脉冲）。多功能电子设备使原型能够配备不同类型的闪烁体瓦片和SiPM。在最近的束流测试中，一个具有$\sim$ 3700通道的原型，配备了几种类型的闪烁体瓦和SiPM，暴露于电子，μ子和强子束。这些射束测试的经验产生了适合于自动质量组装的表面安装SiPM的最佳检测器设计。会议将涵盖的主题包括：用AHCAL技术原型进行的试验束测量，改进的探测器设计和正在进行的强子簇射大型原型的开发。
2017-10-10 hep-ex physics.ins-det
A New Scintillator Tile/Fiber Preshower Detector for the CDF Central Calorimeter
一个用来测量早期粒子簇射的探测器已经安装在Tevatron的中央CDF热量计前面。这种新的预闪探测器是基于闪烁体瓷砖耦合到波长移动光纤读出的多阳极光电倍增管，并有3,072个读出通道。由于预计在未来几年内Tevatron对撞机的瞬时亮度会增加，因此需要更换旧的气体探测器。量热计的覆盖范围、喷射能量分辨率以及电子和光子识别都是预期的改进。最终的探测器设计，连同R $&$ D研究，导致选择的闪烁体和纤维，机械组装，和质量控制。该探测器于2004年秋季Tevatron关闭时安装，并于同年年底开始收集碰撞束数据。第一次测量表明，12个光电子/MIP的光产额，比设计目标增加了两倍多。
2005-08-19 physics.ins-det
Response to cosmic muons of scintillator-SiPM assemblies measured at different temperatures
本文研究不同反射覆盖的塑料闪烁体-硅光电倍增管元件在变温环境下对宇宙线μ子的响应，发现裸瓦无温度依赖，而带反射膜元件在+30°C至-30°C间响应降低10%。
2025-06-09 hep-ex physics.ins-det
Design, Construction and Commissioning of a Technological Prototype of a Highly Granular SiPM-on-tile Scintillator-Steel Hadronic Calorimeter
CALICE合作正在为未来能源前沿正负电子对撞机的探测器开发高度颗粒化的电磁和强子热量计。在成功测试物理原型之后，基于可扩展到对撞机探测器的设计和建造技术，已经建造了模拟强子量热计的技术原型。该原型由钢吸收体结构和小闪烁体瓦片的活性层组成，所述小闪烁体瓦片由直接耦合的SiPM单独读出。每个层的有效面积为$72 \times 72\,{\rm cm}^{2}$，瓦片大小为$3 \times 3\,{\rm cm}^{2}$。有了$38$活性层，原型几乎有$22,000$读出通道，其总厚度相当于$4.4$核相互作用长度。专用的读出电子设备以大约$1\,{\rm ns}$的预期分辨率提供每次命中的时间戳。原型于2017年建造，并在DESY进行了梁测试。它在2018年在CERN的测试束中记录了不同能量的μ子，强子簇射和电子簇射。本文介绍了样机的设计、建造和调试情况。详细介绍了用于校准探测器的方法，并给出了在均匀性和稳定性方面取得的性能。
2022-09-30 physics.ins-det
SNOWMASS WHITE PAPER - SLHC Endcap 1.4<y<4 Hadron Optical Calorimetry Upgrades in CMS with Applications to NLC/T-LEP, Intensity Frontier, and Beyond
在LHC和SLHC的CMS实验中，HE端盖量热计1.4 <y <4中的塑料闪烁体和/或读出WLS光纤中的辐射损伤将需要在2018年之后进行修复。我们描述了一种替代方案，使用现有的黄铜吸收剂在端盖量热计，取代塑料闪烁体瓷砖与氟化钡瓷砖，或石英瓷砖涂有薄（1 - 5微米）的抗辐射pTerphenyl（pTP）或快速荧光粉ZnO：Ga的薄膜。这些瓦片将被读出的直线，平行WLS光纤耦合到明确的塑料包层石英光纤的证明抗辐射容易更换阵列。我们描述了第二种替代方案，其具有在新型模拟粒子流切伦科夫补偿量热计中延伸至1.4 <y <4的新吸收体矩阵，使用石英瓦片和闪烁（塑料、BaF 2或pTP/ZnO：Ga薄膜涂覆的石英或液体闪烁体）瓦片的双重读出，还使用耦合至透明石英传输光纤的平行WLS光纤的易于更换的阵列用于读出。模拟粒子流闪烁器-切伦科夫补偿量热计在NLC/T-LEP探测器和强度前沿探测器中有应用。
2013-08-23 physics.ins-det
Performance of a Highly Granular Scintillator-SiPM Based Hadron Calorimeter Prototype in Strong Magnetic Fields
在CALICE合作中，研究了未来线性对撞机探测器的强子量能器的几个概念。在“物理原型”中展示了测量方法的能力之后，现在的重点是改进它们在“工程原型”中的实施，这些原型可扩展到完整的线性对撞机探测器。模拟强子量热计（AHCAL）概念是钨或钢吸收板和塑料闪烁体瓦片的采样量热计，由硅光电倍增器（SiPM）作为活性材料读出。前端芯片集成到量热计的有源层中，并根据直线加速器的光束结构通过快速循环功率来最大限度地降低功耗。多功能电子设备允许原型配备不同类型的闪烁体瓦片和SiPM。2017年5月，在CERN SPS的1.5 T磁体中，使用μ子和电子对配备有几种类型的闪烁体瓦片和SiPM的约2200个通道的原型进行了测试，以确定功率脉冲的操作稳定性和磁场中的整体探测器性能。
2017-11-10 physics.ins-det
In-Silico Optimisation of Tileable Philips Digital SiPM Based Thin Monolithic Scintillator Detectors for SPECT Applications
在过去十年中，核医学辐射探测器领域最重要的技术进步之一是硅光电倍增管（SiPM）传感器的开发。目前，只有少量的基于SiPM的用于单光子发射计算机断层成像（SPECT）应用的辐射探测器已经被探索，并且甚至更少的实验原型被开发。使用Monte Carlo辐射输运建模工具包Geant 4版本10.5对Philips DPC 3200 SiPM基于光电传感器的薄单片闪烁体探测器的SPECT应用的优化设计进行了计算机模拟研究。20种不同的SPECT辐射探测器配置，4种闪烁体材料（NaI（Tl）、GAGG（Ce）、CsI（Tl）和LaBr $_{3}$（Ce））和5种厚度（1至5 mm）的性能通过使用7个品质因数来确定。研究发现，所有四种材料都需要4至5 mm的晶体厚度范围，以确保Philips DPC 3200 SiPM具有可接受的能量分辨率、灵敏度和空间分辨率性能。发现比这更薄的任何材料以及所有四种材料的性能由于在入射伽马/X射线光电吸收之后材料特异性荧光X射线逃逸的高概率而迅速劣化。当考虑到每种材料的磁共振成像兼容性、吸湿性和成本时，发现CsI（Tl）代表用于构建用于SPECT应用的基于可平铺Philips数字SiPM的薄单片闪烁体探测器的最有前途的材料。
2020-07-31 physics.ins-det physics.med-ph
Reduction of light output of plastic scintillator tiles during irradiation at cold temperatures and in low-oxygen environments
本文测量了塑料闪烁体瓦片在低温、低氧及不同剂量率60Co辐照下由硅光电倍增管读出的光输出相对降低，发现低温导致显著暂时性损伤且升温后退火，包裹材料影响光损失但包裹仍使最终光输出最大。
2023-08-03 physics.ins-det
Optics robustness of the ATLAS Tile Calorimeter
TileCal是ATLAS探测器的中心强子量热器，由塑料衰减器和波长漂移光纤组成。已知这些组件的光学特性会因暴露于辐射而遭受自然老化和退化。量热计设计用于LHC在$10^{34}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$的设计光度下运行10年。对辐射器和光纤的辐照测试表明，在LHC运行10年后，它们的光产额在预期的最大剂量下下降约10%。使用量热计的校准系统：Cs-137伽马源、激光和质子-质子碰撞粒子的积分光电倍增管信号来评估TileCal光学组件的鲁棒性。观察到光输出的损失如预期的那样随着暴露于辐射而增加。将报告2015-2017年期间对应于LHC运行2的光产额下降。当前的大型强子对撞机运行计划预计第二个高亮度大型强子对撞机（HL-LHC）阶段将实验寿命再延长10年。在运行2中获得的结果表明，遵循TileCal的光产额响应是预测未来运行中的量热计性能的重要步骤。初步研究试图将这些测量结果外推到HL-LHC的运行条件。
2019-05-03 hep-ex physics.ins-det
Cosmic-ray characterization of a timing detector based on extruded scintillators and wavelength-shifting fibers read-out through SiPMs
Sapienza Università di Roma and INFN Roma（罗马第一大学与罗马INFN）
该研究通过宇宙射线望远镜测试了不同配置的SiPM读出定时探测器，获得了光产额、时间及坐标分辨率结果，为其性能表征提供了实验依据。
2026-08-21 hep-ex physics.ins-det
An effective method to read out large scintillator areas with precise timing
采用闪烁体拼接技术，仅用两个光电倍增管就能读出几平方米的塑料闪烁体，时间精度约为1.5纳秒。最后给出了两个应用该技术探测宇宙μ子和中微子的实例。
1998-01-07 physics.ins-det
Clock Distribution and Readout Architecture for the ATLAS Tile Calorimeter at the HL-LHC
Tile Calorimeter（TileCal）是大型强子对撞机（LHC）上ATLAS实验的一个探测器。TileCal是一种由钢板和塑料蒸发器制成的采样量热计，使用大约10，000个光电倍增管（PMT）进行读数。到2024年，LHC将进行一系列升级，以实现高亮度LHC（HL-LHC），提供高达当前标称瞬时亮度的7.5倍。ATLAS Tile第二阶段升级将使探测器和数据采集（DAQ）系统符合HL-LHC的要求。探测器的电子设备将重新设计，采用新的时钟分配和读出架构，并配备全数字触发系统。在长周期3（2024-2026）之后，探测器上的电子设备将把每个束流交叉（~25 ns）的数字化数据传输到计数室的瓦片预处理器（TilePPr），总数据带宽为40 Tbps。TilePPrs将探测器数据存储在流水线存储器中，以满足新的ATLAS DAQ架构要求，并将与前端链路交换（FELIX）系统和第一触发级接口。TilePPr板将采样时钟分配给探测器上的电子设备，以便使用配置为固定和确定性延迟的高速链路与LHC时钟同步。升级后的读出和时钟分配策略在2015年至2018年期间的几次试验束活动中使用升级后的电子设备原型在演示系统中得到了充分验证。
2018-11-19 hep-ex physics.ins-det
Performance of compact plastic scintillator strips with WLS-fiber and PMT/SiPM readout
本文介绍了一种尺寸为0.1 * 0.02 * 2 m3的塑料闪烁体的设计和性能研究，该闪烁体可作为JUNO-TAO的宇宙射线μ子探测器的候选者。首先对3英寸光电倍增管耦合的带进行了单端和双端读出方案的测量和比较，然后对双端方案与SiPM耦合的带进行了进一步的测量和比较。在对所使用的3英寸PMT和SiPM进行详细表征之后，通过沿其长度的宇宙射线μ子的详细测量来确定条的性能。所提出的具有与SiPM耦合的WLS光纤的塑料闪烁体的紧凑条为宇宙射线μ子探测器提供了一个很好的选择，特别是对于有限的探测器尺寸。
2022-10-08 hep-ex physics.ins-det
Scintillators with Silicon Photomultiplier Readout for Timing Measurements in Hadronic Showers
硅光电倍增器的出现使得高能物理仪器的巨大进步成为可能，例如，通过允许构建具有集成到小闪烁体瓦片中的光子传感器的极颗粒强子量热计。直接耦合的SiPM到塑料闪烁体，而不使用波长偏移光纤，提供了一个快速的检测器响应，使这样的设备非常适合于精确的定时测量。我们已经构建了一个由15个这样的闪烁体瓦片读出的快速数字化仪与深缓冲区测量强子量能器中的信号的时间结构的设置。已经开发了专门的数据重建算法，其允许通过对记录的波形的详细分析来确定单个光子的到达时间，并且提供光子传感器的增益的自动校准。我们将讨论实验装置和数据分析。此外，我们将报告的第一个结果，在强子量能器与钨吸收剂，提供重要的约束的时间发展的强子簇射的模拟模型的发展。
2011-12-02 physics.ins-det
Time resolution below 100 ps for the SciTil detector of PANDA employing SiPM
在达姆施塔特FAIR的PANDA实验中，桶飞行时间（TOF）探测器计划作为使用8000个小闪烁体瓦片的闪烁体瓦片hodoscope（SciTil）。它将提供快速的事件定时的软件触发器，否则无干扰的数据采集计划的PANDA，相对定时在多轨道事件拓扑结构，以及在低动量区的额外的粒子识别。目标是实现sigma ~ 100 ps的时间分辨率。我们已经进行了测量，使用有机发光二极管耦合到硅光电倍增器（SiPM）。结果令人鼓舞，我们有信心达到所需的时间分辨率。
2014-01-10 physics.ins-det
Reliable and redundant FPGA based read-out design in the ATLAS TileCal Demonstrator
ATLAS的瓦式量热计是一种强子量热计，它基于钢板和由光电倍增管读出的磁瓦。当前的读出系统使用标准ADC和定制ASIC来存储和临时存储探测器上的数据。然而，实际上只有一部分数据被读出到计数室。探测器上的电子设备将在2023年左右更换。为了达到所需的可靠性，升级后的系统将具有高度冗余性。在这里，ASIC将被Xilinx的Kintex-7 FPGA取代。除了使用多个10 Gbps光学读出链路外，这将允许完全读出所有探测器数据。由于当光束亮度增加时预期的较高辐射水平，修理的机会将不太频繁。因此，电路和固件必须使用冗余和耐辐射组件设计为足够高的可靠性。在一年内，包括新的读出系统的混合演示器将安装在ATLAS瓦热量计的一个切片上。这将使拟议的升级能够在计划的2023年部署之前在所有切片中进行彻底评估，特别是在长期可靠性方面。不同的固件策略，以及他们的集成在演示的背景下，对硬件故障和辐射引起的错误的高可靠性保护。
2014-06-23 hep-ex physics.ins-det
Development of a SiPM-based readout-module for the characterization of various scintillator materials
在本文中，我们讨论了一种通用的方法，使用SiPM在不同的电气配置结合众多的闪烁体材料的应用在核仪器，如量热和定时。在PANDA探测器中使用的“混合”配置被发现显示出最快的定时特性，具有几百皮秒的响应，通过结合大的有源区域的优点，同时避免高工作电压和暗噪声。“平行”配置显示出最大的光收集效率，因此适用于能量测量。采用几种校准谱测量了2厘米厚的PbWO $_4$晶体中最小电离宇宙μ子的能量沉积。
2018-11-04 hep-ex physics.ins-det
Operational experience and evolution of the ATLAS Tile Hadronic Calorimeter Read-Out Drivers
TileCal是大型强子对撞机（LHC）ATLAS实验的中心强子量热计。它是一种采样探测器，其中吸收瓦嵌入钢吸收板中。瓦片被分组形成单元，其在两侧由光电倍增管（PMT）读出。PMT数字样本被传输到位于后端系统中的读出驱动器（ROD），用于1级触发系统接受的事件。ROD是后端电子设备的核心元件，它代表前端电子设备和ATLAS整个数据采集（DAQ）系统之间的接口。它负责能量和时间重构、触发和数据同步、忙处理、数据完整性检查和无损数据压缩。TileCal ROD是一个标准的9U VME板，配备了基于DSP的处理单元夹层卡。总共需要32个ROD模块来读取整个TileCal探测器。每个ROD模块必须在不到10微秒的时间内实时处理来自多达360个PMT的数据。ROD的调试在2008年LHC第一次碰撞之前完成。从那时起，已经实施了几次硬件和固件更新，以适应不断发展的ATLAS触发器和DAQ条件，以遵循LHC参数。最初的ROD系统，不同的更新实施和操作经验，在LHC运行1和运行2。
2020-10-26 hep-ex physics.ins-det
Timing resolution of a plastic scintillator counter read out by radiation damaged SiPMs connected in series
本文讨论了SiPM的辐射损伤对具有串联SiPM读出的塑料闪烁体计数器性能的影响，重点是定时测量。由$120 \times 40 \times5~\mathrm{mm}^3$闪烁体瓦片组成的计数器的性能由两组六个SiPM从AdvanSiD串联连接在短边上读出，对于不同的SiPM组合在不同的辐照水平。首先，用来自$^{90}$ Sr源的电子以高达$Φ_\mathrm{e^-}\approx 3 \times 10^{12}~\mathrm{cm}^{-2}$的注量均等地照射六个SiPM。计数器的定时分辨率随着暗电流的增加而逐渐变差。当计数器从30 $^\circ$ C冷却到10 $^\circ$ C时，暗电流和劣化减小。其次，用反应堆中子照射33个SiPM。研究了非均匀损伤水平下串联SiPM读出计数器的特性。当SiPM的照射不均匀时，信号脉冲高度、时间响应和定时分辨率取决于计数器中的命中位置。
2020-10-09 hep-ex physics.ins-det
Readiness of the ATLAS Tile Calorimeter for LHC collisions
ATLAS探测器的Tile强子量能器自2005年底安装以来，已经在实验大厅进行了广泛的测试。自2007年以来，读出、控制和校准系统一直在全面运作，探测器成功地收集了2008年LHC单束和2009年首次碰撞的数据。本文概述了瓦量热计的性能，测量使用随机触发，校准数据，宇宙射线μ子和单束数据的数据。探测器的运行状态，噪声特性和校准系统的性能，以及最小电离宇宙线μ子数据进行的时间和能量校准的验证。校准系统的精度远低于设计的1%。全球能量标度的确定是在4%的不确定度下进行的。
2010-11-19 hep-ex physics.ins-det
FATALIC: A novel CMOS front-end readout ASIC for the ATLAS Tile Calorimeter
本文介绍了一种新的ASIC架构，在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机的高亮度阶段的ATLAS瓦热量计升级计划的背景下设计的。该架构基于耐辐射的130 nm互补金属氧化物半导体技术，嵌入了探测器信号的模拟和数字处理。ASIC的详细描述给出的动机，设计特点和模拟和测量性能。实验研究，在真实粒子束条件下的24个原型单位的基础上，为了证明作为一个可靠的前端读出电子解决方案的架构的潜力。
2018-12-11 hep-ex physics.ins-det
Comprehensive study of timing resolution in plastic scintillator detectors with wavelength-shifting fiber and silicon photomultiplier readout
Washington University in St. Louis（华盛顿大学圣路易斯分校）；Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）
研究通过结合半解析框架、玩具蒙特卡罗验证及Geant4光学光子模拟，对基于波长转移光纤和硅光电倍增管读出的塑料闪烁体探测器时间分辨率展开全面研究，给出分析模型并验证，经参数扫描生成设计图和查找表以优化探测器。
2026-10-30 hep-ex physics.ins-det
Microscopic Characterisation of Photo Detectors from CMS Hadron Calorimeter
CMS强子量热计由交替的瓷砖和金属层制成，如黄铜或铁。最初的光电探测器是具有单个加速间隙的混合单元，称为混合光电二极管（HPD）。闪烁光通过光纤传输到HPD。在大型强子对撞机（LHC）的数据采集期间，由于与闪烁体暴露于的辐射量相关的损坏，探测器单元的闪烁体瓦片的信号强度在前向区域中显著降低。闪烁体在暴露于辐射时会受到损害，然而，观察到的损害程度超过了最初的估计。在探测器关闭期间，移除了几个HPD。对这些HPD中的一些进行了相对量子效率的显微镜扫描。光电阴极的损坏被确定为随光纤传输到HPD的光信号的量而变化。观察到在同一像素内具有不同损坏的光阴极上的每根光纤（1mm）的印记。大多数观察到的热量计信号的减少可以归因于光电阴极的局部损坏。
2018-06-26 hep-ex physics.ins-det
A time-resolution study with a plastic scintillator read out by a Geiger-mode Avalanche Photodiode
在这项工作中，我们试图建立最佳的时间分辨率与闪烁计数器组成的塑料闪烁体读出的盖革模式雪崩光电二极管。测得的时间分辨率与闪烁体中沉积的能量的平方根成反比，并且在1MeV下缩放到18ps（sigma）。这一结果与报道的光电倍增管的最佳结果相竞争。
2011-07-13 physics.ins-det
New fiber read-out design for the large area scintillator detectors: providing good amplitude and time resolutions
本文提出在闪烁体表面垂直布置透明光纤矩阵，以低成本实现大面积探测器均匀表面缩减，并给出光收集效率、时间展宽和脉冲波形的解析估算。
2024-01-16 physics.ins-det
Commissioning of the new multi-layer integration prototype of the CALICE tile hadron calorimeter
国际直线对撞机（ILC）的瓦强子量能器（HCAL）的基本原型已经实现，并进行了广泛的测试。所提出的概念的一个主要方面是通过测量簇射发展的细节并将它们与跟踪系统（粒子流）的数据相结合来提高射流能量分辨率。该原型利用了由新型硅光电倍增器（SiPMs）读出的叠瓦，并考虑了ILC预期操作所需的所有设计方面。目前，一个新的12层原型约3400探测器通道正在开发中。测试了具有和不具有波长偏移纤维的反射瓦的替代架构以及具有反射器箔的单独包裹的瓦以及不同类型的SiPM。2014年秋季，新原型首次在CERN质子同步加速器测试设施中使用。此外，CALICE基于闪烁器的电磁量热仪（Sc-ECAL）的检测器模块，遵循拟议的HCAL电子架构，是这个新原型的一部分。一个新的多层数据采集系统（DAQ）用于检测器的配置和操作。
2016-10-06 hep-ex physics.ins-det
Study of New FNAL-NICADD Extruded Scintillator as Active Media of Large EMCal of ALICE at LHC
目前LHC的ALICE大型EMCal的概念设计主要基于CDF Endplug升级项目以及STAR的桶和端盖电磁量能器中实施的放大巨型瓦/光纤技术。考虑到闪烁材料的成本，我们选择了在新的FNAL-NICADD设施中可用的基于挤出聚苯乙烯的闪烁体。光产额和光产额变化等光学测量结果表明，该材料有可能用作大型强子对撞机ALICE大型电磁校准器的活性介质。
2004-05-06 hep-ex physics.acc-ph physics.ins-det
Development and performance evaluation of a water-based liquid scintillator tracking detector with wavelength-shifting fiber readout
本文介绍了基于水基液闪烁体的跟踪探测器的设计与开发，通过优化材料和结构提升了光产量，实现了对中微子相互作用的高效探测。
2025-11-13 hep-ex physics.ins-det
Time resolution of BC422 plastic scintillator read out by a SiPM
当需要精确的定时信息时，塑料扩散器被广泛用于粒子探测器。作为比较不同探测器的基础，我们使用这样一个特性作为每1MeV探测能量的时间分辨率，即假设闪烁体中的沉积能量等于1MeV并且所有闪烁光被收集到光电传感器的预期时间分辨率。在这项工作中，我们测量该参数与BC422塑料闪烁体读出不同的SiPM。获得的最佳值约为6ps，与我们2012年的早期结果相比几乎好了3倍。这种改进代表了这些年来在SiPM开发方面取得的进展，并且在这种进展的推动下，改进了关于这种探测器的知识和技术。
2021-06-13 physics.ins-det
A 16-ch module for thermal neutron detection using ZnS:${}^6$LiF scintillator with embedded WLS fibers coupled to SiPMs and its dedicated readout electronics
在中子衍射仪升级改造的框架内，研制了一套可扩展的16通道热中子探测系统。该探测器是基于ZnS：${}^6$ LiF闪烁体与嵌入WLS光纤的SiPM读出。在本文中，我们提出了16通道模块，专用的读出电子设备，与当前的${}^3$ He探测器和16通道检测模块，和通道到通道的均匀性得到的衍射仪的性能之间的直接比较。
2016-03-30 physics.ins-det
Test beam studies of the light yield, time and coordinate resolutions of scintillator strips with WLS fibers and SiPM readout
在费米实验室的μ子束实验装置中，对用于大μ子探测系统的具有SiPM读出的原型闪烁器+WLS条进行了测试。光产量高达137光电子每μ子每带已被观察到，以及330 ps的时间分辨率和沿带的位置分辨率为5.4厘米。
2016-12-23 physics.ins-det
Calibration of a Highly Granular Hadronic Calorimeter with SiPM Readout
一个高度颗粒强子量能器（HCAL）的基础上的闪烁体瓦与硅光电倍增器（SiPMs）的个人读出已建成的CALICE合作，并已在粒子束在欧洲核子研究中心进行了广泛的测试。7608 SiPM耦合到约1立方米大型量热计中的闪烁体瓦片，允许对这些器件在不同电压和温度下的行为及其饱和行为进行大样本研究。我们还详细研究了μ子和强子束中量热计信号的温度依赖性。讨论了用μ子校准全量热计的问题。此外，一种新的方法，用于校准和探测器的研究，使用最小电离轨道段强子簇射，进行了探索。
2008-11-14 physics.ins-det
Tile HCAL Test Beam Analysis: Positron and Hadron Studies
CALICE合作组已经建造了一个具有7608个衍射板的强子夹层量能器原型，每个衍射板由多像素硅光电倍增器（SiPM）单独读出。这是有史以来第一次使用SiPM进行大规模的读出。本文介绍了在欧洲核子研究中心进行的μ子、正电子和强子束流实验的结果，验证了新型SiPM技术的可行性。粒子流方法在簇射能量重建中的应用结果是有史以来第一次使用实际数据。
2009-02-09 hep-ex physics.ins-det
Scintillator counters with multi-pixel avalanche photodiode readout for the ND280 detector of the T2K experiment
东海-神冈（T2 K）实验是第二代长基线中微子振荡实验，旨在灵敏地探测nu_e现象。T2 K近距离探测器位于280米的目标的主要设计特点。本文介绍了为T2 K近探测器研制的闪烁体计数器。计数器的读出通过嵌入闪烁体中的S形凹槽中的WLS光纤提供，并且通过在有限盖革模式下操作的多像素雪崩光电二极管从两端观察。本文介绍了灵敏面积为1.1平方毫米的光敏元件的结构、工作原理和测试结果。闪烁体探测器的时间分辨率为1.5ns，空间分辨率为9.9- 12.4cm，MIP探测效率大于99%。
2006-06-05 physics.ins-det
Time resolution analysis of detectors based on plastic scintillators coupled to silicon photomultipliers
研究了几种基于硅光电倍增器读出的塑料闪烁器的触发计数器在宇宙射线下的性能。使用数字波形分析测量效率和时间分辨率。所得结果与NICA重离子对撞机多用途探测器（MPD）触发子系统和核加速器（BM@N）重子物质有关。结果表明，计数器具有很高的效率和良好的定时性能。
2019-12-10 hep-ex physics.ins-det
Tests of Scintillator+WLS strips for Muon System at Future Colliders
对未来对撞机μ子系统的SiPM读出的原型闪烁器+WLS条进行了光产额、时间分辨率和位置分辨率的测试。根据不同的配置，光产量高达36个光电子每μ子每SiPM已经实现，以及时间分辨率为0.5 ns和位置分辨率为~7厘米。
2015-10-11 hep-ex physics.ins-det
Investigation of gamma ray detection performance of thin LFS scintillator with MAPD readout
研制了一种基于高像素密度15000 pixel/ $mm^2$的微像素雪崩光电二极管（MAPD）与硅酸镥（LFS）闪烁体光耦合的γ射线探测器样机。在室温下，在能量59.6 - 662 keV的范围内研究了探测性能。测量结果在这项工作中。
2013-02-08 nucl-ex physics.ins-det
Polysiloxane-based scintillators for shashlik calorimeters
我们提出了第一个应用程序的聚芳醚为基础的稀释剂作为活性介质中的shashlik采样量热计。这些结果是从$\sim$ 6 $\times$ 6 $\times$ 45 cm $^3$（13 $X_0$深度）原型的测试射束活动中获得的。36个元件的波长移位纤维阵列垂直于铁（15 mm）和聚硅氧烷闪烁体（15 mm）瓦片的堆叠延伸，密度约为1/cm $^2$。与基于塑料有机闪烁器的shashlik量热计不同，这里的光纤与闪烁器光学匹配，没有任何中间气隙。该原型具有紧凑的光读出的基础上硅光电倍增器嵌入在大部分的检测器。探测器在CERN-PS上用能量范围从1到7 GeV的电子、π介子和μ介子进行了测试。该解决方案提供了一个高辐射硬探测器来测量中微子束的衰变区域，提供与中微子产生相关的高角度衰变产物的逐事件测量（ENUBET，来自kaon Tagging的增强型中微子束，ERC项目）。在光输出，均匀性和能量分辨率方面的结果，与普通塑料散热器建造的类似量热计进行比较。
2020-01-09 hep-ex physics.ins-det
Application of large area SiPMs for the readout of a plastic scintillator based timing detector
在这项研究中，八个6 mm x 6 mm面积的SiPM阵列耦合到长塑料闪烁体计数器的末端，该计数器在CERN PS暴露于2.5 GeV/c μ子束。研究了尺寸为150 cm x 6 cm x 1 cm和120 cm x 11 cm x 2.5 cm的棒的定时特性。基于新型低输入阻抗电流传输器的8通道SiPM阳极读出ASIC（MUSIC R1）被用来独立地读出和放大SiPM，并在最后对信号求和。根据这些结果，展望了在时间分辨率低于100 ps的大尺度粒子物理探测器中的应用前景。
2017-12-16 physics.ins-det
Beam test results of 3D fine-grained scintillator detector prototype for a T2K ND280 neutrino active target
目前正在开发ND 280探测器附近的长基线中微子实验T2 K的升级，目的是减少远探测器Super-Kamiokande事件数量预测的系统不确定性。升级计划包括设计和建造一个新的高度颗粒化的全活性闪烁体探测器，3D WLS光纤读出作为中微子目标。探测器尺寸约为$200\times 180\times 60~cm^3$，质量约为2.2吨，将由约为$1\times1\times1~cm^3$的$2\times10^6$塑料闪烁体立方体组装而成。每个立方体由三根穿过探测器的正交Kuraray Y11波长移位（WLS）光纤读出。由125个立方体组成的探测器原型于2017年秋季在CERN的带电粒子测试束中进行了组装和测试。本文介绍了光产额和定时以及立方体之间的光学串扰所获得的结果。
2018-08-27 hep-ex physics.ins-det
