Development of a GEM based TPC Readout for ILD
对于预计将在国际直线对撞机上建造的国际大型探测器，打算将一个时间投影室用作主要的跟踪探测器。放大将由微模式气体检测器（MPGD）提供。一种选择是使用气体电子倍增器（GEM）结合分段焊盘读出平面。DESY的TPC小组开发了一种模块化系统，实现了安装在薄陶瓷网格上的三重GEM堆栈。与常用的玻璃钢框架相比，这种材料选择允许在减少的材料量和死区的情况下实现支撑结构的高机械刚度。本文概述了这一系统的现状。这包括讨论我们希望在上一代模块中改进的要点以及在最新版本中实现的内容。模块生产过程的改进，确保了一致的质量，并向可能的批量生产迈出了一步。
2017-03-16 physics.ins-det
GEM Studies for LCTPC
LCTPC合作正在为未来的线性对撞机开发一个时间投影室（TPC）。在ILC探测器的ILD概念中，TPC被预见为主要跟踪设备。为了在阳极上获得可测量的信号，由穿过TPC的带电粒子产生的初级电子必须倍增。为此目的，可以使用气体电子倍增器（GEM）。DESY FLC小组对这些GEM进行了研究，并在下文中介绍。
2009-01-30 hep-ex physics.ins-det
Performance of the ReD TPC, a novel double-phase LAr detector with Silicon Photomultiplier Readout
设计并建造了一个有效质量为185 g的双相氩时间投影室（TPC），用于反冲方向性（ReD）实验。ReD项目的目的是研究基于氩的TPC通过柱状复合对感兴趣的能量范围（20-200 keV $_{nr}$）内的核反冲的定向灵敏度，用于直接暗物质搜索。的关键新功能的ReD TPC是一个读出系统的基础上，低温硅光电倍增器，这是雇用和连续运行的第一次在氩TPC。在六个月的时间里，ReD TPC在各种操作条件下使用$γ$射线和中子源进行了调试和表征，证明了光学传感器的出色稳定性和结果的可重复性。TPC的闪烁增益和电离放大分别为$g_1 = (0.194 \pm 0.013)$ PE/光子和$g_2 = (20.0 \pm 0.9)$ PE/电子。电离闪烁信号的比率（S2/S1），有助于积极识别的候选人诱导的WIMPs定向信号，已被调查的核和电子反冲。在183 V/cm的漂移场下，对于大约60-90 keV $_{nr}$的核反冲，测量到12%的S2/S1色散，而对于沉积60 keV能量的电子反冲，测量到18%的S2/S1色散。这里报告的检测器性能满足所需的要求，以实现主要的科学目标的ReD实验中的方向性效应，由于柱状重组的搜索。在LAr的复合概率的唯象参数化，并用于建模的依赖性闪烁淬灭和电荷产量的漂移场之间的电子反冲50-500 keV和字段高达1000 V/cm。
2021-06-24 physics.ins-det
Measurement of dE/dx resolution of TPC prototype with gating GEM exposed to an electron beam
时间投影室（TPC）可以使用由读出垫行测量的能量损失（dE/dx）来识别粒子种类。用于国际直线对撞机实验的ILD（国际大型探测器）-TPC的dE/dx分辨率预计将具有高分辨率以进行清晰识别。我们的原型TPC与门控装置（门控GEM），以抑制离子反馈的dE/dx分辨率进行了测量，使用电子测试束在磁场中的设备在DESY。使用该测试光束数据估计ILD-TPC的dE/dx分辨率。测量信号电荷作为光束入射角的函数。在本文中，我们报告的信号电荷和dE/dx分辨率的测量。
2018-01-14 hep-ex physics.ins-det
A TPC with Triple-GEM Gas Amplification and TimePix Readout
我们目前的测量与创业板为基础的TPC原型和TimePix CMOS ASIC作为电荷收集阳极。在DESY的5 GeV电子束中进行了小型原型测试。测试了不同的GEM方向和几何形状。它示出的点分辨率为短的漂移距离优于20微米。在100 MHz时钟频率下，时间分辨率优于10 ns。此外，与放大的像素大小的实验研究解决。为了研究更长漂移距离的性能，在波恩运行了一个漂移长度为26 cm的腔室。还使用GEM和TimePix进行读出，记录了宇宙μ子和Sr90源的数据。空间分辨率和集群特性的漂移距离的依赖进行了研究。
2009-01-30 hep-ex physics.ins-det
GEM Module Design for the ILD TPC
计划在下一个直线对撞机上建立一个使用微型气体探测器的时间投影室，作为探测器的主要跟踪装置。一种新型的气体电子倍增器（GEMs）的支撑结构，它最大限度地减少了材料，提高了箔的平整度，已经开发和测试了多个GEM模块在一个大型TPC原型在DESY。减少GEM模块边界处的死材料改善了场均匀性。此外，模拟结果表明，在模块边界处的场成形环可以改善非均匀场区域的电荷收集。该成形线被集成到模块设计中，并且已经进行了具有三个模块的成功的测试束活动。首先将讨论有关分辨率和场失真的结果。
2013-10-02 hep-ex physics.ins-det
Performance evaluation of a GEM-based readout module for the ILC TPC with a large aperture GEM-like gating device by a beam test
在国际直线对撞机（ILC）上利用反冲质量技术对希格斯玻色子进行精确测量时，需要有较高的动量分辨率。国际大型探测器（ILD）设计为通过MPGD读出时间投影室（TPC）满足这一要求，该时间投影室提供约200个采样点，每个采样点的空间分辨率为100 $μ$ m，在3.5 T的磁场中运行。然而，存在一个潜在的问题，即在端平面检测器模块中的气体放大过程中产生的许多正离子将流回到TPC的漂移体积中并使其电场失真。这些正离子必须在到达漂移体积之前通过门控装置去除。我们已经开发了一种类似GEM的门控装置（门控箔），以防止离子回流到漂移体积，并评估其性能。在DESY进行了性能测量，使用5 GeV电子束和1 T磁场中的大型原型TPC。我们已经测量了我们的MPGD模块配备的门控箔和电子传输率的门控设备的空间分辨率。这是世界上第一个配备高性能选通设备的“无线”TPC的测试束实验。在这份报告中，我们提出了我们的空间分辨率和电子传输率的结果。
2020-02-27 physics.ins-det
A Lightweight Field Cage for a Large TPC Prototype for the ILC
我们已经开发和建造了一个原型时间投影室的研究和开发研究的检测器在国际直线对撞机的字段笼。该原型内径为72厘米，长度为61厘米。场笼壁的设计是针对辐射长度的1.21%的低材料预算和Delta（E）/（E）小于或等于10^-4的漂移场均匀性进行优化的。自2008年11月以来，该原型已成为DESY综合测试光束设置的一部分，并用作基于微图案气体探测器的读出设备开发的测试室。
2010-06-16 hep-ex physics.ins-det
Numerical study of track distortion in the Large Prototype TPC with end-plate based on bulk Micromegas
国际大型探测器时间投影室（ILD-TPC）的当前$\mathrm{R}\&\mathrm{D}$活动涉及采用微图案器件用于气体放大级。7 Micromegas模块，其中委托的大型原型TPC（LPTPC）在DESY的端板上，测试与5 GeV的电子束，在1 T的磁场。在实验期间，在这些模块的边界处观察到信号灵敏度降低以及重构轨道中的失真。模块边界附近的静电场不均匀性被认为是这些观察结果背后的可能主要原因。在目前的工作中，这一假设已被探索使用加菲尔德模拟框架。通过适当的简化，可以包含问题的计算复杂性。与实验结果的定性和定量协议已取得。已经提出了使用相同的模拟框架来缓解问题的可能性。
2020-05-28 hep-ex physics.ins-det
The first dual-phase xenon TPC equipped with silicon photomultipliers and characterisation with $^{37}$Ar
第一次，一个小型的双相（液体/气体）氙时间投影室配备了一个顶部阵列的硅光电倍增器的光和电荷读出。在这里，我们详细描述了仪器，以及数据处理和事件位置重建算法。我们在水平面上获得了~1.5 mm的空间分辨率。为了验证检测器的性能，我们显示校准数据与内部$^{83\text{m}}$ Kr和$^{37}$ Ar源，我们详细介绍了后者的生产以及其引入系统。我们最后比较观察到的光和电荷产量下降到电子反冲能量为2.82千电子伏的预测的基础上NEST v2.0。
2021-11-01 astro-ph.IM hep-ex nucl-ex
LYCORIS - A Large Area Strip Telescope
本文介绍了DESY Ⅱ试验束装置的LYCORIS大面积硅带望远镜。DESY II试验束设施为高达6 GeV的束流试验提供了电子束和正电子束。将在PCMAG 1 T螺线管内安装一个新望远镜，该望远镜具有基于25 μm间距条传感器的10 x 20 cm $^2$大覆盖区域。介绍了系统的现状。
2018-01-25 physics.ins-det
Analysis of test beam data taken with a prototype of TPC with resistive Micromegas for the T2K Near Detector upgrade
本文评估了为T2K ND280升级设计的HA-TPC原型，采用ERAM技术，在DESY测试束下测得空间分辨率优于800微米、dE/dx分辨率优于10%，模拟与数据吻合，满足实验要求。
2023-05-16 physics.ins-det
Beam test performance of a highly granular silicon tungsten calorimeter technical prototype for the ILD
高颗粒硅钨电磁量能器（SiW-ECAL）是国际大型探测器概念ECAL的参考设计，是未来国际直线对撞机的两个探测器概念之一。这种类型的探测器的原型是在CALICE协作范围内开发的。该技术原型解决了诸如集成前端电子器件或紧凑层和读出设计等技术挑战。2017年在DESY试验梁设施编译并测试了7层堆栈。我们提出的电磁簇射的性质的初步结果。对接下来的步骤进行了概述。最后，我们说明了数字化概念的原型模拟的第一步。
2021-09-02 physics.ins-det
First Results from New High Magnetic Field Measurements with the MediTPC Prototype
在ILD概念中，TPC被预见为主要跟踪设备。MediTPC原型已在DESY开发，用于研究气体电子倍增器（GEMs）的特性并进行分辨率研究。研究了氧污染对电子信号的影响。此外，还显示了在高磁场中使用具有1.27x7.0平方mm焊盘间距的新焊盘平面的分辨率结果。
2009-01-30 hep-ex physics.ins-det
The STAR Silicon Strip Detector (SSD)
STAR硅条探测器（SSD）完成了硅顶点跟踪器（SVT）的三层，使内部跟踪系统位于时间投影室（TPC）内部。该附加的第四层提供了带电粒子的二维命中位置和能量损失测量，改善了通过SVT命中的TPC轨迹的外推。为了匹配RHIC中心Au+Au碰撞的高多重性，选择了双面硅条技术，这使得SSD成为50万通道探测器。专门的电子设计用于读出和控制。此外，一种新的键合技术，磁带自动键合（TAB），被用来完成大量的边界。SSD的各个方面在这里简短地描述和生产的检测模块的测试性能，以及命中重建的模拟结果。
2002-11-19 hep-ex physics.ins-det
Developing a Monolithic Silicon Sensor in a 65 nm CMOS Imaging Technology for Future Lepton Collider Vertex Detectors
本文介绍DESY Tangerine项目开发65 nm单片CMOS有源像素传感器，通过TCAD与蒙特卡罗仿真及测试芯片测量优化设计，以满足未来轻子对撞机顶点探测器对时间和空间分辨率的要求。
2023-03-31 physics.ins-det
ILD Silicon Tungsten Electromagnetic Calorimeter First Full Scale Electronic Prototype
这个长板是SiW-Ecal的新原型，SiW-Ecal是未来国际直线对撞机ILD探测器的硅钨电磁量能器。这个新的原型已经被设计来证明建立一个完整的长度检测层（ILD桶1.60米）的能力。实际上，该长度引起时钟和信号传播以及数据完整性的困难。用于短长度板的设计必须在模拟研究的基础上进行调整。在汉堡DESY的束流测试中，用宇宙学、放射源和3 GeV电子测试了长板的性能。给出了探测器的单通道标定结果。在DESY光束测试中，我们积累了光束垂直入射和倾斜入射的数据。对于后者，一个粒子有时可以穿过两个像素，并且每个像素沉积较少的能量。我们展示了如何使用它来测量触发阈值的位置。这个新的原型给了我们很多关于如何改进前端电子设计的提示。它也是估算ILD SiW-Ecal关键特性（如功耗、冷却、读出时间等）的便捷工具。并优化探测器的未来设计。
2019-09-10 hep-ex physics.ins-det
Test Beam Characterization of a Digital Silicon Photomultiplier
本研究在DESY II测试束设施中表征了采用150纳米CMOS工艺制造的数字硅光电倍增管原型，证明其能以约20微米位置精度和优于50皮秒的时间精度探测最小电离粒子，探测效率约31%。
2024-12-09 physics.ins-det
Towards a fiber barrel detector for next-generation high-pressure gaseous xenon TPCs
本研究针对NEXT项目的吨级后续实验NEXT-HD，提出采用硅光电倍增管读出的波长位移光纤桶测量粒子能量的方案，并介绍了该方案的特性与相关研发进展。
2024-01-25 hep-ex physics.ins-det
Operation and first results of the NEXT-DEMO prototype using a silicon photomultiplier tracking array
NEXT-DEMO是一个高压氙气TPC，作为NEXT-100无中微子双β衰变实验的技术试验台和演示器。在其当前配置中，该设备完全实现NEXT-100设计概念。这是一种非对称TPC，其能量平面由光电倍增器制成，跟踪平面由涂有TPB的硅光电倍增器（SiPM）制成。这种新结构的探测器已被用于重建致密气体中电子的特征签名。展示识别MIP和“斑点”区域的能力。此外，SiPM跟踪平面允许定义一个大的基准区域，在该区域中，已经测量到在511 keV下1.82%FWHM的优异能量分辨率（在氙Qbetabeta下外推到0.83%的值）。
2013-06-07 physics.ins-det
Feasibility study of TPC tracker detector for the circular collider
在大型强子对撞机上发现的SM希格斯玻色子为研究运行在$\sim 240$ GeV质心能量下的圆形电子正电子对撞机（CEPC）作为希格斯工厂的可行性带来了巨大的机会，其设计亮度约为$2\times 10^{34}cm^{-2}s^{-1}$。CEPC提供了一个比LHC更干净的碰撞环境，它非常适合以更高的精度研究希格斯玻色子的性质。CEPC相对于LHC的另一个优点是，希格斯玻色子玻色子可以通过反冲质量方法检测到，只需要重建Z玻色子衰变，而不需要检查希格斯玻色子衰变。在概念设计报告（CDR）中，CEPC的周长为100公里，有两个交互点可用于探索不同的探测器设计场景和技术。CEPC探测器的基线设计是一个ILD类的概念，与一个3.0特斯拉的超导螺线管周围的内部硅探测器，TPC跟踪器探测器和量热系统。时间投影室（TPC）在许多领域得到了广泛的研究和应用，特别是在粒子物理实验中，包括STAR和ALICE。TPC检测器将在圆形机器上以连续模式运行。为了满足未来圆形对撞机的物理目标和满足Higgs/ $Z$运行的要求，需要一个性能优良的TPC。提出并研究了一种新型结构探测器模块的离子控制性能。本研究的目的是持续抑制离子回流（$IBF$）。本文将利用混合气体探测器模块对TPC探测器技术R $\&$ D的可行性和局限性进行一些更新。
2019-04-28 hep-ex physics.ins-det
A Time Projection Chamber with GEM-Based Readout
对于计划中的国际直线对撞机上的国际大型探测器概念，研究了使用具有微图案气体探测器读出的时间投影室作为主要跟踪探测器。在本文中，结果从原型TPC，放置在1 T螺线管字段和读出与三个独立的GEM为基础的读出模块，报告。TPC暴露于DESY II同步加速器的6 GeV电子束。给出了重建命中的效率、漂移速度的测量、空间点分辨率和场不均匀性的控制。
2016-04-04 hep-ex physics.ins-det
New results from the technological prototype of the CALICE highly-granular silicon tungsten electromagnetic calorimeter
本文报告CALICE硅钨ECAL扩展技术原型在DESY束流测试中的噪声、自触发和低能电子响应等初步结果。
2023-04-27 hep-ex physics.ins-det
CALICE Second Generation AHCAL Developments
CALICE协作组正在开发和调试一个强子夹层量能器的技术原型，该量能器有大约2 500个衍射板，由多像素硅光电倍增器分别读出。AHCAL的新原型旨在证明建立一个具有完全集成的电子设备的量热计的可行性，以满足国际直线对撞机实际探测器的限制。这里报告了原型的概念以及在DESY正在进行的试验束活动中获得的第一批结果。
2010-07-14 physics.ins-det
Characterization of resistive Micromegas detectors for the upgrade of the T2K Near Detector Time Projection Chambers
T2 K实验的第二阶段预计将于2022年秋季开始数据采集。近距离探测器（ND 280）的升级正在开发中，包括建造两个新的时间投影室，称为高角度TPC（HA-TPC）。这些TPC的两个端板将铺设八个Micromegas型电荷读出模块。Micromegas检测器电荷放大结构使用电阻阳极将电荷分散在几个焊盘上，以提高空间点分辨率。这项创新技术与Micromegas整体技术相结合，组成了“封装电阻阳极Micromegas”探测器。一个原型已经设计，建造和暴露于电子束在DESY II试验束设施。这些数据已被用来表征的电荷扩散，并产生一个RC地图。空间分辨率优于600 $μ$ m和能量分辨率优于9%的所有入射角。这些性能满足ND 280 TPC升级的要求。
2021-06-23 hep-ex physics.ins-det
Double-hit separation and dE/dx resolution of a time projection chamber with GEM readout
本文介绍了一种带有微图形气体探测器（MPGD）读出的时间投影室（TPC），它是国际直线对撞机（ILC）国际大探测器（ILD）方案的主要跟踪装置。一个原型TPC配备了三重气体电子倍增器（GEM）读出已建成，并在电子测试束操作。TPC被放置在DESY II测试束设施的1 T螺线管场中，该设施提供高达6 GeV/c的电子束。读出模块的性能，特别是空间点分辨率，被确定并与早期的测试进行比较。新的研究提出了第一个结果上的分离的近距离跟踪和系统的能力，以测量特定的能量损失dE/dx。这是补充的读出粒度的优化，以提高颗粒识别dE/dx的模拟研究。
2022-11-25 physics.ins-det
Realization and Test of the Engineering Prototype of the CALICE Tile Hadron Calorimeter
CALICE合作目前正在为未来的线性对撞机探测器开发模拟强子量热计的工程原型。它基于由硅光电倍增器单独读出的叠片。该原型将包含约2500个探测器通道，相当于一个热量计层，旨在证明构建具有完全集成的前端电子设备的探测器的可行性。这里报告了原型的概念和工程状态，以及DESY测试设置的结果。
2010-11-22 physics.ins-det
A comparison between scintillation light Analog and Digital trigger for large volume Liquid Argon Time Projection Chambers
大体积液氩时间投影室（LAr-TPC）被用于中微子物理和稀有事件研究。这些探测器大多利用液态氩的闪烁光作为触发器。可以采用两种不同的方法来为这些检测器提供有效的触发系统，这依赖于对来自光电检测器（如光电倍增管或硅光电倍增器）的信号的模拟或数字处理。每种方法都有各自的优点和缺点，因此混合解决方案的实现可以从这两种方法中受益。为此，一个创新的电子板原型已被设计和提出用于大容量LAr-TPC探测器。
2020-04-10 hep-ex physics.ins-det
Beam test performance of the highly granular SiW-ECAL technological prototype for the ILC
CALICE高颗粒硅钨电磁量能器（SiW-ECAL）的技术原型于2017年在DESY进行了光束测试。该装置包括七层硅传感器。每层包括四个传感器，每个传感器包含256个$5.5\times5.5$ mm $^2$硅PIN二极管的阵列。四个传感器覆盖$18\times18$ cm $^2$的总面积，并且包括总共1024个通道。读出器分为触发线和电荷信号线。两条输出线的信号噪声的关键性能结果，连同检测器响应的均匀性的研究。还测量了钨加载版本的探测器对电子的响应。
2019-10-22 physics.ins-det
Upgrade of the ALICE central barrel tracking detectors: ITS and TPC
ALICE合作将在第二次LHC长周期LS 2（2019-2020）期间对探测器设备进行重大升级，以应对2013年和2014年（2021-2029）。升级的目标有两个方面：i）提高跟踪精度和效率，特别是在低动量范围内; ii）提高实验的读出能力，以便充分利用LS 2之后设想的重离子的亮度。第一个目标将通过用一个新的跟踪器取代内部跟踪系统来实现，该跟踪器由七层硅像素探测器组成。新的跟踪器将由大约25000个单片有源像素传感器组成，具有快速读出功能，从而使材料厚度减少到辐射长度的0.3%（内层）- 1%（外层），粒度为$28\times28$ $μ$ m $^2$。除其他措施外，将通过用微图案气体探测器取代90 m $^3$时间投影室的读出室来实现第二个目标。特别是，新的读出室将由4个气体电子倍增器箔堆叠而成，并结合不同的孔间距。升级后的探测器将在不使用触发门控栅极的情况下连续运行。因此，它将能够以50 kHz的LHC相互作用速率记录所有Pb-Pb碰撞。
2018-07-20 nucl-ex physics.ins-det
Next Generation CALICE Electromagnetic Calorimeter
本文介绍了CALICE硅钨电磁量能器的机械研制。在2006年测试了物理ECAL原型之后，（DESY-CERN）、2007年（CERN）、2008年（FNAL）以及在设计不同的“模块0”之前（筒体和端盖），正在设计一个称为Eudet模块的技术ECAL原型，以便有一个接近全尺寸的技术解决方案，可用于最终探测器，考虑到未来的工业化生产。
2010-06-22 hep-ex physics.ins-det
Performance of Thin Planar \textit{n-on-p} silicon pixels after HL-LHC radiation fluences
大型强子对撞机（LHC）实验之一ATLAS的跟踪探测器将在2024-2026年进行升级，以应对高亮度LHC（HL-LHC）具有挑战性的环境条件。LPNHE与FBK和INFN合作，生产了130 μ m厚的$μ$硅像素传感器，该传感器可以承受HL- LHC预期的大粒子注量，同时以优异的命中效率高速率传输数据。这种传感器进行了测试之前和之后的照射在欧洲粒子物理研究所和DESY的束流，和它们的性能本文介绍。束流测试数据表明，这些探测器适用于未来ATLAS跟踪器中预见的平面传感器的所有层：对于注量$Φ\lesssim 7\times10^{15}\rm{n_{eq}/cm^2}$，命中效率大于97\%，并且模块功耗在规定的限制内。在注量为$Φ= 1.3\times10^{16}\rm{n_{eq}/cm^2}$时，命中效率仍高达88%，电荷收集效率约为30%.
2019-09-05 hep-ex physics.ins-det
Timing performance of a digital SiPM prototype measured with a picosecond injection laser
本文用皮秒激光表征DESY数字SiPM原型，量化SPAD与电子学对时间分辨率的贡献，测得约50 ps时间分辨率并揭示像素内变化，证明其适用于4D跟踪和精密定时应用。
2025-05-05 physics.ins-det
Concept and status of the CALICE analog hadron calorimeter engineering prototype
CALICE合作目前正在实现用于未来线性对撞机探测器的模拟强子量能器的基本原型。其目的是显示建立一个现实的探测器与完全集成的读出电子的可行性。该设计的一个重要方面是通过用高度颗粒化的装置测量簇射发展的细节并将它们与来自跟踪探测器的信息相结合来提高射流能量分辨率。因此，信号由小的放大瓦片采样，这些瓦片由硅光电倍增器读出。ASIC集成到热量计层中，并为最小功耗而开发。每个通道的嵌入式LED系统用于校准。原型已经过广泛的测试，概念以及DESY测试设置的结果在这里报告。
2011-09-05 physics.ins-det
Particle Showers in a Highly Granular Hadron Calorimeter
CALICE合作已经构建了高度颗粒化的电磁和强子量能器原型，以评估未来线性对撞机检测器系统中使用的技术。强子量能器使用小的闪烁体单元，用硅光电倍增器单独读出。自2006年以来，拥有7608个通道的系统已在DESY，CERN和Fermilab的束流测试中成功运行，并代表了这些设备在高能物理实验中的首次大规模测试。探测器前所未有的粒度提供了强子簇射性质的详细信息，这有助于通过与模型计算的比较来约束强子簇射模型。纵向和横向簇射剖面的结果，各种强子簇射模型相比，第一个结果与软件补偿技术的能量分辨率和展望下一代探测器原型。
2010-04-15 physics.ins-det
The design and performance of the ZEUS Micro Vertex detector
为了扩展跟踪接受度，改善初级和次级顶点重建，从而增强对短寿命粒子的标记能力，DESY HERA对撞机的ZEUS实验安装了硅条顶点探测器。探测器的筒体部分是一个63厘米长的圆柱体，硅传感器围绕一个椭圆形光束管排列。前部由四个圆形圆盘组成。使用硅的$2.9 {\rm m^2}$总共读出超过200k个通道。在这份报告中，详细介绍了探测器的设计和建造，并对整个系统的性能进行了评估。
2007-08-21 physics.ins-det
Test of a partly instrumented highly compact and granular electromagnetic calorimeter in an electron beam of 1 to 6 GeV
IFIC, Universitat de València and CSIC（瓦伦西亚大学与西班牙国家科学研究委员会）
针对LUXE实验和未来正负电子对撞机，FCAL合作组开发了紧凑型硅-钨电磁量能器，并利用1-6 GeV电子束测试了部分仪器化的原型，展示了最小电离粒子校准和簇射发展，验证了该技术的可行性。
2026-06-29 hep-ex physics.ins-det
Transverse momentum spectra of hadrons identified with the ALICE Inner Tracking System
内跟踪系统是最靠近光束轴的ALICE探测器。它由六层硅探测器组成：两个最内层的硅像素探测器（SPD），两个中间层的硅漂移探测器（SDD）和两个最外层的硅条探测器（SSD）。ITS可用作独立跟踪器，以便恢复时间投影室（TPC）未重建的轨道，并重建具有低至100 MeV/c的$p_{t}$的低动量粒子。ITS中的粒子识别通过测量SDD和SSD层中的能量损失信号来执行。ITS允许在低$p_{t}$时扩展ALICE中心快度区中的带电粒子识别能力：有可能分离100 MeV/c范围内的$π/K$ $< p_{t} <$ 500 MeV/c和200 MeV/c范围内的$K/p$ $ < p_{t} <$ 800 MeV/c。本文将详细讨论ITS中强子的鉴别，并介绍提取$π, K$和$p$的$p_{t}$谱的不同方法。
2013-08-16 hep-ex physics.acc-ph physics.ins-det
Innovative DC-coupled Resistive Silicon Detector for 4D tracking
本文提出用于4D径迹测量的直流耦合电阻性硅探测器（DC-RSD），通过结合薄型LGAD与直流耦合电阻性读出，并利用隔离沟槽技术实现信号限制，首批原型器件的激光与电子束测试验证了其设计概念的可靠性。
2025-05-29 hep-ex physics.ins-det
Recent Advances of the Engineering Prototype of the CALICE Analog Hadron Calorimeter
CALICE合作正在为未来的线性对撞机探测器开发模拟强子量热计的工程原型。原型必须证明构建具有完全集成的前端电子设备的现实探测器的可行性。性能目标是由高射流能量分辨率的要求和淋浴发展的细节测量驱动的。信号由小的可移动的塑料片采样，塑料片由硅光电倍增器读出。ASIC集成到热量计层中，并针对最低功耗进行了优化。对于光电检测器校准，LED系统被集成到每个检测器通道中。在本报告中，所实现的模块的状态和性能。特别是，从定时测量的结果进行了讨论，以及校准系统的测试。新的模块也被用于DESY测试束环境和电子束测试的第一个结果的报告。
2012-01-25 physics.ins-det
Development and performance of a compact LumiCal prototype calorimeter for future linear collider experiments
FCAL协作组正在准备用于未来正负电子对撞机非常前沿区域的特殊量热计的大型原型，用于精确测量积分亮度和即时光度测量以及辅助光束调整。LumiCal被设计为硅钨夹层量热计，具有非常薄的传感器平面，以保持莫里哀半径小，便于在背景存在下测量电子簇射。专门的前端电子设备已经开发出来，以满足时序和动态范围的要求。在DESY II同步加速器上，在1至5 GeV的电子束中研究了一个部分装有仪器的原型。在最近的束流测试中，多平面紧凑型原型配备有薄的检测器平面，该检测器平面完全组装有读出电子器件，并安装在一个辐射长度厚度的钨板之间的1 mm间隙中。高统计数据被用来执行传感器对准，并测量纵向和横向簇射发展的三明治。本次演讲涵盖了量热计原型开发的最新状况和在测试梁测量中获得的选定性能结果，即将到来的DESY测试梁的前景，以及预期的模拟性能。
2021-01-21 hep-ex physics.ins-det
Demonstrator of the Belle II Online Tracking and Pixel Data Reduction on the High Level Trigger System
未来的Belle II实验将采用基于计算机农场的数据简化系统来读取其最内层的探测器，这是一种基于DEPFET技术的硅探测器，具有像素读出功能。通过在像素探测器传感器上定义一组感兴趣区域（ROI），然后只记录ROI内像素的数据，可以拒绝大部分背景命中。通过将外部跟踪器（由线室包围的4层双面硅条检测器）中检测到的带电轨迹外推回PXD，在逐个事件的基础上定义ROI。在高电平触发器（HLT）上实时重建轨迹。然后基于ROI信息读出像素检测器。今年早些时候在DESY（德国汉堡）对这种架构的演示进行了梁测试。演示器在电子束中运行，电子束的动量在2-6 GeV/c范围内，典型触发率为几kHz，磁场强度高达1 T。该演示器由一个像素传感器和4个硅条传感器组成，以5层结构排列，模仿Belle II顶点探测器。探测器读数是完整Belle II DAQ + HLT链的缩小版。演示器用于检测粒子，实时重建轨迹，识别PXD平面上的ROI并记录PXD数据。我们描述的要求和最终系统的架构与演示所获得的结果。
2015-04-02 physics.ins-det
Results from the EPICAL-2 Ultra-High Granularity Electromagnetic Calorimeter Prototype
基于硅钨取样设计，采用数字读出的像素传感器，设计并制造了一种新型量热计的样机。它使用了为ALICE ITS升级而开发的Alpide MAPS传感器。由于$\approx 30 \times 30 \, μ\mathrm{m}^2$的像素大小，可以进行二进制读出。这个原型已经成功地用宇宙μ子和DESY和CERN SPS的测试束进行了测试。我们报告在DESY获得的性能结果，表现出良好的能量分辨率和线性度，并比较详细的MC模拟。还显示了在SPS测量的高能量性能的初步结果。讨论了双簇射分离能力。
2022-09-27 hep-ex physics.ins-det
CALICE SiW ECAL -- Development and test of the chip-on-board PCB solution
高颗粒硅钨电磁量能器（SiW ECAL）是国际大型探测器（ILD）概念的ECAL参考设计，这是未来国际直线对撞机（ILC）提出的两个探测器概念之一。这种类型的探测器的原型是在CALICE协作范围内开发的。这篇文章报道了一种超薄PCB的发展，称为板上芯片（COB），配备了引线键合ASIC和像素化硅晶片。这一组将构成SiW ECAL检测的基本单元。这将有利于超紧凑型热量计的设计，因为这些板的厚度为1.2 mm，与BGA封装中使用ASIC的默认解决方案变体的3 mm相比。我们还报告的第一个结果与COB板上的梁测试在DESY。
2020-04-27 hep-ex physics.ins-det
The Tangerine project: Development of high-resolution 65 nm silicon MAPS
Tangleys项目旨在开发新的最先进的高精度硅探测器。该项目的一部分目标是开发一种单片有源像素传感器，采用新型65 nm CMOS成像工艺，具有小收集电极。这是该过程在粒子物理学中的第一个应用，并且它非常有趣，因为与其他过程相比，它允许增加逻辑密度并降低功耗和材料预算。这个过程被设想用于例如下一个ALICE内部跟踪器升级，以及电子离子对撞机的实验。为期三年的Tangleys项目的最初目标是开发和测试一种65 nm CMOS成像工艺的传感器，该传感器可用于DESY的测试光束望远镜，提供出色的空间分辨率和高时间分辨率，从而展示该工艺的能力。该项目涵盖了传感器研发的各个方面，从使用模拟的电子和传感器设计，到实验室和测试梁中的原型测试芯片特性。传感器设计模拟是通过使用技术计算机辅助设计和高统计蒙特卡罗模拟使用Allpix平方框架的详细电场模拟的强大组合来执行的。该过程中的第一个原型测试芯片已经设计和生产，并在实验室和测试梁上成功运行和测试。
2022-06-11 hep-ex physics.ins-det
Overview of the data acquisition system architecture for the DarkSide-20k experiment
本文概述了暗物质直接探测实验DarkSide-20k的数据采集系统架构，介绍其无触发运行模式、数字化设备配置及两级数据处理传输流程，可支撑3 GB/s量级的实验数据处理需求。
2025-02-21 hep-ex physics.ins-det
Latest R\&D news and beam test performance of the highly granular SiW-ECAL technological prototype for the ILC
国际直线对撞机（ILC）等未来对撞机的高精度物理要求对末态粒子的能量进行前所未有的高精度测量。由于粒子流算法（PF）需要高度颗粒化和密封的量热计系统，因此可以实现所需的精度。PF的物理概念验证已在CALICE合作范围内的前一个活动中对原型进行了束流测试。这些原型之一是ILC的硅钨电磁量热计（SiW-ECAL）的物理原型。在本文档中，我们介绍了下一代样机研发的最新消息，SiW-ECAL的完全嵌入式非常前端（VFE）电子技术样机。特别强调了2017年6月在DESY进行的梁测试的第一个结果的介绍和讨论。这种束流测试的物理程序包括校准和调试现有的SiW ECAL模块;在1 T磁场下测试单个板的性能;以及研究电磁簇射事件。
2018-02-24 physics.ins-det
The Next White (NEW) detector
设想在基准体积中以15 bar的压力容纳5 kg氙气，NEXT- White（NEW）装置是目前世界上最大的使用电致发光放大的高压氙气TPC。它也是NEXT-100探测器的1：2比例模型，计划于2019年开始搜索136光年的$ββ0ν$衰变。两个探测器都使用位于透明阴极后面的光电倍增管平面来测量事件的能量。他们还可以在阳极后面的硅光电倍增器平面的帮助下，重建TPC稠密气体中带电径迹的轨迹。两种探测器共有一个复杂的气体系统，可以提供保证长电子寿命所需的高气体纯度。NEXT-White自2017年10月以来一直在西班牙的Canfranc地下实验室（LSC）运营。本文介绍了检测器和相关的基础设施。
2018-04-06 physics.ins-det
Evaluation of PID Performance at CEPC and Optimization with Combined dN/dx and Time-of-Flight Data
Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（上海交大东京大学研究所）；Institute of Nuclear and Particle Physics, School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学物理与天文学院核物理与粒子物理研究所）；Key Laboratory for Particle Astrophysics and Cosmology (MOE), Shanghai Key Laboratory for Particle Physics and Cosmology (SKLPPC)（粒子天体物理与宇宙学教育部重点实验室，上海粒子物理与宇宙学重点实验室）；State Key Laboratory of Dark Matter Physics（暗物质物理国家重点实验室）；Université Paris Cité, CNRS, Astroparticule et Cosmologie（巴黎西岱大学，法国国家科学研究中心，强子与宇宙学）；Department of Physics, Nanjing University（南京大学物理系）；Institute of High Energy Physics, CAS（中国科学院高能物理研究所）
本文研究了CEPC上结合TPC的dN/dx数据与OTK和ITK的飞行时间数据的PID策略，提升了低至多GeV范围内的识别效率和纯度。
2026-03-18 hep-ex physics.ins-det
The CALICE SiW ECAL Technological Prototype -- Status and Outlook
下一代对撞机探测器将充分利用粒子流算法，需要高精度跟踪和全成像量热计。后者由于与现有设备相比粒度改进了两到三个数量级，在过去的15年中由CALICE合作开发，现在已经成熟。这一贡献将集中在一个15层原型的高度颗粒硅钨电磁量能器，包括15,360读出单元的调试。原型于2021年11月和2022年3月在DESY进行了光束测试，并于2022年6月在CERN的SPS进行了光束测试。欧洲核子研究中心的测试是与CALICE Anneumann强子量能器结合进行的。贡献将给出一个原型的一般概述，并将突出其建设所需的技术发展。
2022-11-14 hep-ex physics.ins-det
Particle Showers in a Highly Granular Hadron Calorimeter
CALICE合作已经构建了高度颗粒化的电磁和强子量能器原型，以评估未来线性对撞机检测器系统中使用的技术。强子量能器使用小的闪烁体单元，用硅光电倍增器单独读出。自2006年以来，拥有7608个通道的系统已在DESY，CERN和Fermilab的束流测试中成功运行，并代表了这些设备在高能物理实验中的首次大规模测试。探测器前所未有的粒度提供了强子簇射性质的详细信息，这有助于通过与模型计算的比较来约束强子簇射模型。我们将讨论纵向和横向的簇射剖面的结果相比，各种不同的簇射模型，目前的研究使用软件补偿技术的强子簇射的能量重建。
2010-08-13 hep-ex physics.ins-det
Beam Test Performance Studies of CMS Phase-2 Outer Tracker Module Prototypes
本文通过 DESY 束流测试验证 CMS Phase-2 外层径迹探测器 2S 模块原型，首次集成 CBC、CIC 与光学读出，实现约 99.75% 簇击中效率并验证同步读出与 $p_\mathrm{T}$ 判别，证明其满足升级后 CMS 径迹探测器要求。
2024-08-30 physics.ins-det
Compact LumiCal prototype tests for future $e^+e^-$ colliders
FCAL协作组正在准备大型的特殊量热计原型，用于未来正负电子对撞机的最前沿区域，用于即时光度测量和积分亮度的精确测量，并用于辅助光束调整。LumiCal被设计为硅钨夹层量热计，具有非常薄的传感器平面，以保持莫里哀半径小，从而便于在背景存在下测量电子簇射。专门的FE电子已经开发出来，以满足定时和动态范围的要求。在DESY II同步加速器上，在1至5 GeV的电子束中研究了一个部分装有仪器的原型。在最近的光束测试中，一个多平面紧凑型原型配备了薄的探测器平面完全组装与读出电子设备安装在1毫米的间隙之间的钨板的一个辐射长度厚度。高统计数据被用来执行传感器对准，并测量纵向和横向簇射发展。此外，Geant 4 MC模拟进行了比较的数据。
2021-12-03 hep-ex physics.ins-det
Very forward calorimeters for future electron-positron colliders
在未来的$e^+e^-$对撞机的探测器需要特殊的热量计在非常前向区域的快速估计和精确测量的光度，以提高密封性和屏蔽中央跟踪探测器从后向散射粒子。在我们的概念中，可以预见两种紧凑型热量计，LumCal和BeamCal。两者都被设计成三明治式量热计，具有非常薄的传感器平面以保持莫里哀半径小，便于在背景存在下测量电子簇射。硅传感器原型和专用FE ASIC已经开发和生产。ASIC符合时序和动态范围要求。在最近的束流测试中，多平面紧凑型原型配备了薄传感器平面，该传感器平面完全组装有新的读出电子器件，并安装在一个辐射长度厚度的钨板之间的1 mm间隙中。量热计原型开发的最新状态将被提交，包括选定的性能结果，在5 GeV的电子束在DESY，以及从模拟获得的预期性能。
2023-01-11 hep-ex physics.ins-det
