Advances in Thick GEM-like gaseous electron multipliers. Part I: atmospheric pressure operation
厚宝石状（THGEM）气体电子倍增器是由标准的印刷电路板穿孔亚毫米直径的孔，蚀刻在他们的边缘。有效的气体倍增因子100000和10000000和快速脉冲在几纳秒上升时间尺度达到单和级联双THGEM元素，在大气压标准气体混合物与单光电子。高的单电子探测效率是在光子探测器结合THGEM和半透明的紫外线敏感的CsI光电阴极或反射的顶部THGEM面上沉积的，后者的好处是降低敏感性电离背景辐射。稳定的操作记录与光电子通量超过MHz/mm 2。讨论了这些简单而鲁棒的乘子的性质和一些潜在的应用。
2006-01-17 physics.ins-det
Multi-layer Thick Gas Electron Multiplier (M-THGEM): a new MPDG structure for high-gain operation at low-pressure
介绍了多层厚膜气体电子倍增器（M-THGEM）的工作原理和性能。M-THGEM是通过多层印刷电路板技术生产的新型空穴型气态电子倍增器;它由多个绝缘基板片（例如，FR-4），夹在薄金属电极层之间。在电极之间施加合适的电势差产生的强偶极场的作用下，电子雪崩过程沿着M-THGEM孔内的连续倍增级发生。本工作的重点是调查两种不同的几何形状：一个两层M-THGEM（无论是作为单或双级联检测器）和一个单一的三层M-THGEM元件，在各种低压氦基气体混合物中进行测试。M-THGEM孔内雪崩体积的固有鲁棒限制提供了对光子诱导的次级效应的有效抑制，从而在宽压力范围内（甚至在纯稀有气体中）实现高增益操作。工作原理、主要性能（最大可实现增益、长期稳定性、能量分辨率等）在不同的辐照条件下，以及性能和潜在的应用进行了讨论。
2016-06-23 physics.ins-det
Signal Formation in THGEM-like Detectors
本文通过数值模拟研究THGEM、THWELL和RPWELL探测器在氩/氖加5%甲烷中的信号形成，并用前置放大器响应卷积阳极信号，经实验验证模拟框架可揭示探测器内部复杂动力学过程。
2025-03-11 physics.ins-det
THGEM gain calculations using Garfield++: Solving discrepancies between the simulation and experimental data
厚微图案气体探测器（MPGD），即THGEM，测量和模拟增益之间的差异已被几个小组观察到。为了模拟电子雪崩和增益，社区依赖于在Garfield++中进行的计算，已知与厚MPGD的实验数据相比产生2个数量级的差异。对Ne/5%CH4、Ar/5%CH4和Ar/30%CO2混合气体的模拟结果表明，如果考虑Penning效应，Garfield++模型能够很好地描述实验数据。THGEM和GEM的激发次数比较可能导致潘宁转移，解释了GEM中观察到的不太明显的增益差异。
2016-08-04 physics.ins-det
Operation of a Thick Gas Electron Multiplier (THGEM) in Ar, Xe and Ar-Xe
我们提出了我们最近的研究结果厚气态电子倍增器（THGEM）为基础的探测器，在Ar，Ar：Ar（95：5）在各种气体压力下操作。采用软x射线研究了不同探测器结构和参数下的雪崩倍增特性和能量分辨率。在双THGEM检测器中，在大气压下，在所有气体中，在几乎所有测试条件下均达到10 E4以上的增益;在Ar：Ar（95：5）中，在高达2 bar的压力下达到类似的增益。的能量分辨率依赖于气体，压力，孔的几何形状和电场进行了详细的研究，在某些配置值低于20%FWHM与5.9千电子伏的X射线。
2007-12-26 physics.ins-det
Recent advances with THGEM detectors
厚气体电子倍增器（THGEM）是一种简单而坚固的电极，适用于大面积探测器。在这项工作中，不同的THGEM为基础的结构的物理性能的广泛的比较研究的结果进行了审查。重点是新建议的THGEM样的井配置，以及最近开发的表征方法。WELL结构是直接耦合到不同阳极读出电极的单侧THGEM电极。该结构的不同之处在于底部THGEM电极与金属读出焊盘的耦合概念：具有直接耦合的厚阱（THWELL）;通过沉积在绝缘片上的薄电阻膜耦合的电阻性阱（RWELL）和分段电阻性阱（SRWELL）以及通过高体电阻率板耦合的电阻板阱（RPWELL）。结果进行了比较，传统的双面THGEM电极，其次是感应间隙-在某些情况下，在间隙内的适度额外的乘法。我们比较不同的配置在增益，雪崩扩展，放电率和幅度以及速率能力在一个广泛的动态范围内-利用一种方法，模仿高度电离粒子在实验室中。我们报告最近的研究雪崩分布在THGEM孔使用光学读出。
2013-10-15 physics.ins-det
Low-pressure THGEM-based operation with Ne+H2 Penning mixtures
厚气电子倍增器（THGEMs）在使用各种气体混合物的时间投影室（TPC）中的操作在各种核物理和粒子物理实验中具有应用。在低能核物理学中特别感兴趣的是涉及Ne同位素的核反应的研究。这些反应可以在低压下在TPC中使用Ne基气体混合物作为放射性核束的活性靶来研究。我们报告的低气压操作的THGEMs在Ne + H2气体混合物。我们表明，由于Ne+H2形成潘宁对，与纯氖气相比，与THGEM可以实现更高的增益。此外，与碳基氖气混合物相比，H2用作淬火气体，允许更高的THGEM电压，同时在诸如聚变的反应中产生最小的背景。详细的电子输运和放大模拟已经进行，他们定性同意增加增益H2提供的Ne：H2混合物。用Ne：H2混合物实现的更高的THGEM增益将增强具有高粒度垫平面的活性靶探测器中基于Ne的反应的研究，从而获得更高的空间分辨率重离子轨道数据。
2022-06-09 physics.ins-det
Study of a sealed high gas pressure THGEM detector and response of Alpha particle spectra
组装了一台工作在纯氩气中的密封高气压探测器。它由一个5 cm $\times$ 5 cm PCB THGEM（厚气体电子倍增器）组成。介绍了探测器的结构和实验装置。在2个大气压下的性能主要表现在选择最佳的电离区和感应区电压。本文研究了用相对气体增益测量的α粒子谱的形状与气压（1.3 $\sim$ ~ 2.0 atm）的关系。用加权场$E/P$表示的THGEM的8组相对气体增益与工作电压的关系进行了归一化，与理论一致。结果表明，采用灵敏气压计测量和气体增益校核，该气室气密性良好。实验结果与蒙特卡罗模拟的能量沉积没有气体增益的参与进行了比较。
2016-12-01 physics.ins-det
First studies with the Resistive-Plate WELL gaseous multiplier
我们提出的电阻板井（RPWELL）的第一次研究的结果：一个单面THGEM耦合到铜阳极通过高体电阻率的电阻层。我们探索了不同体电阻率（10^9 - 10^12欧姆cm）和厚度（0.4 - 4 mm）的各种材料。我们最成功的原型是一个0.6 mm的电阻板，其电阻约为10^9 Ohm cm，在Ne/5%CH4中使用8 keV的X射线时，增益高达10^5;当速率从10 Hz/mm^2增加到10^4 Hz/mm^2时，增益下降了30%。探测器显示出完全的“无放电”操作-即使暴露在高初级电离事件中。我们提出了RPWELL探测器的概念，并将其性能与其他先前探索的THGEM配置进行比较-在增益，曲线，对速率的依赖性和对高电离的响应方面。稳健的电阻板WELL概念是微图案气体探测器系列的一大进步，具有众多潜在应用。
2013-08-28 physics.ins-det
A concise review on THGEM detectors
我们简要回顾了厚GEM（THGEM）的概念和属性，它是一个强大的，高增益的气体电子倍增器，经济地制造标准的印刷电路钻孔和蚀刻技术。其操作和结构类似于GEM，但具有5至20倍的扩展尺寸。毫米级的空穴尺寸导致良好的电子输运和大的雪崩倍增因子，例如在双THGEM级联的单光电子探测器中达到10^7。倍增器的材料、参数和形状可以根据应用定制;它可以在任何计数气体中工作，包括惰性气体，压力范围从1 mbar到几bar;最近证明了它在低温（LAr）条件下的工作。高增益，亚毫米空间分辨率，高计数率的能力，良好的定时性能和工业生产能力的大面积鲁棒探测器的可能性，铺平了道路，走向广泛的潜在应用，一些在这里简要讨论。
2008-07-13 physics.ins-det
Characterisation of Thick Gaseous Electron Multipliers as charge readout operated in pure argon
该研究针对纯氩环境下工作的厚气体电子倍增器（ThGEMs），通过静电模拟指导设计，提出带嵌入式内部电极的改进结构以提升增益稳定性，经实验验证了不同结构的性能差异。
2025-10-06 hep-ex 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
Gas Gains Over 10$^4$ and Optimisation using $^{55}$Fe X-rays in Low Pressure SF$_6$ with a Novel Multi-Mesh ThGEM for Directional Dark Matter Searches
本文提出一种新型两级多网ThGEM结构，在低压SF$_6$中实现高达约90000的稳定气体增益，较先前提高一个数量级，有利于方向性暗物质搜寻中NITPC对低能反冲核的探测灵敏度。
2023-11-17 physics.ins-det
Development of the TIP-HOLE gas avalanche structure for nuclear physics/astrophysics applications with radioactive isotope beams: preliminary results
讨论了基于多层厚层气体电子倍增器（M-THGEM）概念耦合到针状阳极的新型微图案气体探测器的工作原理和性能。新的气体雪崩结构的目的是在核物理和核天体物理应用放射性同位素束的高增益操作。此后，它被命名为TIP-HOLE气体放大器，并且由安装在WELL配置中的THGEM或两层M-THGEM组成。雪崩电极由薄的导电针（具有高达几十μ m的半径和100 μ m的高度）收集，位于孔的中心并充当点状阳极。针的底部区域可以被圆柱形阴极条围绕，以便增加电子收集效率。来自M-THGEM上方的漂移区的电场线聚焦到孔中，然后被迫会聚在针尖上。在针的顶部达到极高的场，产生点状雪崩过程。即使在大气压下的纯淬灭气体（例如纯异丁烯）中，也可以在相对低的操作电压下实现宽压力范围内的稳定的高增益操作。TIP-HOLE结构可以通过用于大面积多层印刷电路板的创新可扩展增材制造技术来生产，该技术最近由UHV技术公司（美国）开发并在本工作中首次讨论。
2019-08-06 physics.ins-det
Optical readout: a tool for studying gas-avalanche processes
雪崩光子的光学记录是研究气体探测器中基本物理过程的一个有趣工具。在这项工作中，我们证明了在雪崩传播调查中的厚气体电子倍增器（THGEMS）与Ne/CF 4（95/5）操作的光学读出的潜力。我们提出了直接测量的结果，与单和级联THGEM探测器用软X射线照射，孔内的孔的多重性和雪崩不对称性，作为探测器参数的函数。进一步的研究方向进行了讨论。
2014-01-05 physics.ins-det
Experimental studies of THGEM in different Ar/CO2 mixtures
本文详细报道了一种国产THGEM（厚膜气体电子倍增器）在Ar/CO_2混合气体中的工作性能。这种单片THGEM可以提供100 ~ 1000的增益范围，非常适合于中子探测的应用。为了研究THGEM的基本特性，为THGEM中子探测器的研制提供参考，测量了THGEM在不同Ar/CO2混合气体中的计数率平台、能量分辨率和增益随电场的变化。对于Ar/CO_2（90%/10%）混合气体，在720 ~ 770 V范围内获得了较宽的计数率平台，平台斜率为2.4% / 100 V，在5.9keV的55 FeX射线源的全能峰处获得了约22%的能量分辨率。
2013-07-02 nucl-ex physics.ins-det
Design and studies of thick Gas Electron Multipliers fabricated in India
厚气体电子倍增器（THGEMs）是坚固耐用的高增益微图案气体探测器，通过薄印刷电路板的标准钻孔和蚀刻经济地制造。在本文中，我们提出了我们最近的模拟以及实验研究的THGEMs已在印度制造使用当地的专业知识。已经制造了两种类型的THGEM;一组具有没有任何外部边缘的孔，另一组具有带边缘的孔。这些探测器的特点是使用氩-二氧化碳和氩-异丁烷气体混合物。电子传输，有效增益，能量分辨率和优化的工作范围的研究已经提出了这两套THGEM。
2022-12-18 hep-ex physics.ins-det
Further evaluation of a THGEM UV-photon detector for RICH - comparison with MWPC
研究了单、双和三重THGEM紫外探测器与反射式CsI光电阴极（CsI-THGEM）在Ne/CH 4和Ne/CF 4混合气体中的工作情况，以探讨它们在RICH中的潜在应用。这些研究是用紫外线、X射线和β电子进行的，重点是可实现的最大增益、放电概率、阴极激发效应和长期增益稳定性。在类似的条件下进行了比较研究，在CH 4，CF 4和Ne/CF 4，与MWPC耦合到反射CsI光电阴极（CsI-MWPC）。结果发现，当计数率<= 10 Hz/mm^2时，CsI-THGEMs的最大增益由雷瑟极限决定;当计数率> 10 Hz/mm^2时，增益随计数率下降。在研究的所有情况下，在相似条件下，可获得的CsI-THGEM增益显著高于CsI-MWPC。此外，CsI-THGEM紫外检测器遭受更少的阴极激发诱导的影响相比，CsI-MWPC和具有更好的稳定性，在高计数率。
2010-08-04 physics.ins-det
Operation of a THGEM-based detector in low-pressure Helium
针对有源靶时间投影室（AT-TPC）的电荷粒子径迹读出应用，研究了厚层气体电子倍增器（THGEM）在纯低压氦气中的工作特性。本文包括不同的探测器配置（单，双，三级联设置），长期增益稳定性和能量分辨率从5.5 MeV的α粒子轨道的有效增益对压力的依赖。在压力范围从100 ° C到760 ° C的纯氦中，已经实现了稳定的操作条件和10^4-10^7的最大探测器增益。测量了350 μ m处5.5 MeV α粒子沉积的690 keV能量的能量分辨率为6.65%（FWHM）。对于完整轨迹的预期能量分辨率为约2.4%（FWHM）。这些结果，连同THGEM电极对火花损伤的鲁棒性，使得THGEM结构与考虑用于TPC应用的其他技术相比具有很强的竞争力，所述TPC应用在用纯惰性气体操作的有源靶中，需要高动态范围和低至几百μ m的宽操作压力范围。
2015-01-14 hep-ex physics.ins-det
Cryogenic Gaseous Photomultiplier for Position Reconstruction of Liquid Argon Scintillation Light
这里提出的是第一次测试的气体光电倍增管的基础上级联的厚GEM结构的伽玛射线的位置重建在液体氩。该探测器具有对VUV光透明的MgF $_2$窗口和沉积在第一THGEM上的CsI光电阴极。在稳定的操作设置下测量每个光电子的$8\cdot10^{5}$增益和$\sim100\%$光电子收集效率。在100 kHz读出速率下，探测器的位置分辨能力优异（优于100 $μ$ m），在室温下被证明。通过将探测器浸没在液氮中，在低温下成功地进行了探测器和密封件的结构完整性测试，为今后在惰性液体中的操作测试奠定了良好的基础。
2015-02-02 physics.ins-det
Optical Readout of a Two Phase Liquid Argon TPC using CCD Camera and THGEMs
本文介绍了一个初步的研究，使用CCD成像的二次闪烁光厚气体电子倍增器（THGEMs）在两相LAr TPC。将Sony ICX 285 AL CCD芯片安装在40升两相LAr TPC的气相中的双THGEM上方，其中大部分照相机电子器件经由馈通定位在外部。Am-241源安装在可旋转的运动馈通上，允许将α源定位在场笼的内部或外部。为TPC设计而开发并集成的是一种具有LAr绝缘特性的新型高压馈通。此外，还测试了一系列网络摄像头作为内部检测器监控工具在低温下的操作。在测试的网络摄像头中，Microsoft HD-3000（型号：1456）网络摄像头在噪音和最低工作温度方面表现出色。在环境温度和大气压力为1 ppm的纯氩气中，THGEM增益约为1000，并且使用1毫秒曝光，CCD捕获单个α轨迹。CCD相机在两相低温模式下的成功操作也实现了。首次用10秒曝光拍摄到Am-241源在LAr中引起的二次闪烁光。
2014-02-20 physics.ins-det
Simulation of gain stability of THGEM gas-avalanche particle detectors
利用专用的模拟工具研究了厚气电子倍增器（THGEM）中影响增益稳定性的充电过程。与Garfield++集成，它提供了一个有效的平台，系统的唯象研究的充电过程中MPGD探测器。我们描述的仿真工具和微调的算法收敛所需的步长，在物理参数。THGEM探测器的增益稳定性随时间的模拟结果，探索其演变的电极厚度和施加的电压的作用。结果表明，通过电极的孔达到增益稳定所需的照射电荷的总量是在几十到几百pC的范围内，这取决于探测器的几何形状和工作电压。这些结果与先前提出的实验观察一致。
2017-11-06 physics.ins-det
Advances in imaging THGEM-based detectors
厚GEM（THGEM）[1]是一种“扩展”GEM，在PCB行业中通过简单的钻孔和G-10或其他绝缘材料的蚀刻经济地生产（图1）。与GEM类似，其操作基于亚毫米孔中的电子气雪崩倍增，从而产生非常高的增益和快速信号。由于其大的孔尺寸，THGEM在将电子传输到孔中和从孔中传输电子方面特别有效，从而导致有效的单电子检测和有效的级联操作。THGEM提供真正的像素化辐射定位、ns信号、高增益和高速率能力。对于THGEM性质的全面总结，读者可参考[2，3]。在这篇文章中，我们提出了一个总结，我们最近的研究基于THGEM成像，进行了10 × 10平方厘米的双THGEM探测器。
2006-06-25 physics.ins-det physics.med-ph
Demonstration of ThGEM-Multiwire Hybrid Charge Readout for Directional Dark Matter Searches
目前使用气体时间投影室的定向暗物质搜索探测器的灵敏度现在受到目标质量的限制。吨级气体TPC检测器将需要大的电荷读出区域。我们提出了一种新的ThGEM-多线混合电荷读出技术的首次演示，该技术结合了厚气体电子倍增器的鲁棒性和高气体增益与SF $_6$靶气体中的单平面多线电荷读出的较低电容噪声。用该混合检测器进行的测量显示在20托纯SF $_\text{6}$目标气体中在$2470\pm160$的气体增益下在$93~\text{Td}~(10^{-17}~\text{V cm}^{2})$的减小的漂移场$\text{E/N}$中$139~\pm~12~\text{ms}^{-1}$的离子漂移速度。
2020-11-23 astro-ph.IM hep-ex physics.app-ph
The Thick-COBRA: a New Gaseous Electron Multiplier for Radiation Detectors
本文介绍了一种新型的气体雪崩图形空穴电子倍增器--厚COBRA（THCOBRA）的工作原理和初步结果。这种微孔结构源自THGEM和MHSP。亚毫米直径的孔是在一个薄的G10板机械钻，铜包在两个面上;在一个面上的铜被蚀刻，以产生额外的阳极带之间的圆形阴极带绕组。发生在孔内的主要雪崩之后，在阳极带附近的额外的。在Ar、Ne和Ar-10%CH4中用22.1 X射线达到超过5 * 104的增益，在Ar-10%CH4中具有12.2%FWHM能量分辨率。用单个光电子测量更高的增益。这种稳健的乘法器可能具有许多潜在的应用。
2010-08-04 physics.ins-det
The Thick Gas Electron Multiplier and its derivatives: physics, technologies and applications
厚气体电子倍增器（THGEM）是一种强大的高增益气体雪崩电子倍增器，是各种辐射探测器的组成部分。它可以通过标准的印刷电路钻孔和蚀刻技术经济地制造。我们提出了一个详细的审查THGEM及其衍生物。我们专注于管理他们的操作和性能在不同的操作条件下的物理现象。与这些探测器的生产和它们的当前和潜在的应用相关的技术方面进行了讨论。
2023-03-02 physics.ins-det
Two-phase Cryogenic Avalanche Detectors with THGEM and hybrid THGEM/GEM multipliers operated in Ar and Ar+N2
具有GEM和THGEM倍增器的两相低温雪崩探测器（CRADs）已成为稀有事件实验中一种新兴的潜在电荷记录技术。在这项工作中，我们提出了在Ar和Ar+N2中操作的两相CRADs的性能。灵敏面积为10 × 10 cm 2的探测器，达到升级活性体积，用双THGEM倍增器产生了1000量级的增益。更高的增益，约5000，已经达到了在两相Ar CRAD与混合三级乘法器，包括一个双THGEM其次是创业板。两相CRAD在掺有N2（0.1-0.6%）的Ar中的性能与在两相Ar中的操作相比产生更快的信号和类似的增益。对稀有事件实验的适用性进行了讨论。
2012-10-02 hep-ex physics.ins-det
Measurements of charging-up processes in THGEM-based particle detectors
研究了厚气体电子倍增器（THGEM）电极在电极绝缘表面充电过程中探测器增益随时间的变化。进行了实验研究，以检查上述现象的模型模拟结果，在各种实验条件下。结果表明，在稳定的探测器环境中，雪崩电荷对探测器绝缘表面的充电是影响增益稳定的主要因素。充电是一种瞬态效应，发生在探测器的初始操作期间;它不会影响其长期操作。实验结果与模型模拟结果一致。
2018-01-09 hep-ex physics.ins-det
Toward Application of a Thick Gas Electron Multiplier (THGEM) Readout for a Dark Matter Detector
耶鲁-魏茨曼合作项目旨在开发一种低放射性（低本底）低温惰性液体探测器，用于在地下深处进行的暗物质（DM）测量，例如氙合作项目。一个主要的问题是本探测器组件的天然放射性引起的背景，包括由具有大的U-Th含量的玻璃制成的光电倍增管（PMT）。我们建议使用先进的厚气体电子倍增器（THGEM）最近开发的魏茨曼科学研究所（WIS）。这些“空穴倍增器”将在两相（液体/气体）探测器中测量从液体中的电离提取到气相中的电子，以及从浸没在LiCl中的CsI光电阴极提取的光电子。我们报告的初始测试（在气体中）的THGEM制成的Cirlex（Kapton），这是众所周知的具有低的Ra-Th含量，而不是通常的G10材料具有高的Ra-Th含量。
2007-06-08 astro-ph nucl-ex physics.ins-det
Novel resistive charge-multipliers for dual-phase LAr-TPCs: towards stable operation at higher gains
开发了RWELL和RPWELL探测器的低温版本，通过在THGEM中嵌入电阻材料减轻放电，实现双相TPC中电离电子的稳定雪崩倍增，使其能在比标准THGEM更高的电荷增益下运行。
2023-05-21 hep-ex physics.ins-det
Thick GEM versus thin GEM in two-phase argon avalanche detectors
考虑到厚GEM（THGEMs）在相干中微子-核散射、暗物质搜索和其他稀有事件实验中的潜在应用，在两相Ar雪崩探测器中比较了厚GEM和薄GEM的性能。该检测器包括一个1厘米厚的液体Ar层，然后是一个双THGEM或三倍GEM倍增器，在液相上方的饱和蒸气中操作。研究了三种类型的THGEM：由G10和Kevlar制成的THGEM和电阻电极（RETHGEM）。只有G10制造的THGEM在两相Ar中表现出稳定的性能，增益达到3000。成功地操作的两相氩雪崩探测器与薄或厚GEM倍增器被证明在低检测阈值，分别为4和20个初级电子。与三重GEM相比，双THGEM乘法器产生较慢的阳极信号;这允许应用脉冲形状分析以有效地抑制噪声信号。两个倍增器的噪声率进行了评估，在两相Ar;与20个电子的检测阈值和应用脉冲形状分析的噪声水平低至0.007赫兹每1平方厘米的有效面积达到。
2008-05-14 physics.ins-det
Towards THGEM UV-photon detectors for RICH: on single-photon detection efficiency in Ne/CH4 and Ne/CF4
本文研究了由CsI光电阴极涂层的厚气电子倍增器（THGEM）组成的紫外光子探测器在Ne/CH_4和Ne/CF_4混合气体中的探测效率。我们报告的光电子提取效率从光阴极到这些气体混合物，并在光电子收集效率到THGEM孔。在研究的所有气体中达到完全收集效率，在某些情况下以相对低的倍增。在相对较低的工作电压下，使用单个THGEM元件可以达到超过10^5的UV光子的高总探测器增益。我们讨论的背景下，可能的应用程序丰富的光子探测效率。
2009-09-29 hep-ex physics.ins-det
Unraveling the puzzle of slow components in gaseous argon of two-phase detectors for dark matter searches using Thick Gas Electron Multiplier
本文利用与两相氩探测器电致发光间隙耦合的THGEM，证实S2信号中约4-5 μs和50 μs的慢成分来源于电子被亚稳态负氩离子暂时俘获，为理解低质量WIMP搜寻本底提供依据。
2023-09-25 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Charge Amplification in Low Pressure CF4:SF6:He Mixtures with a Multi-Mesh ThGEM for Directional Dark Matter Searches
本文研究低气压 CF4:SF6:He 混合物中多网 ThGEM 的电荷放大，发现添加 He 后增益达 10^4，较 NID 混合物提升一个数量级，用于方向性暗物质探测。
2024-05-28 physics.ins-det
The Resistive-Plate WELL with Argon mixtures - a robust gaseous radiation detector
在Ne/（5%CH $_4$）、Ar/（5%CH $_4$）和Ar/（7%CO $_2$）中用150 GeV/c μ子和π介子束操作基于薄的单元件THGEM的电阻板阱（RPWELL）探测器;用1 cm $^2$方形垫和SRS/APV 25电子器件记录信号。在所有气体混合物中，在平均垫多重性为1.2时，检测效率值大于98%。使用10 $^9$ Ωcm的电阻板，在强π介子束中也能实现完全无放电操作。效率在高达$\sim$ 10 $^4$ Hz/cm $^2$的通量时基本上保持恒定在98-99%，当接近10 $^5$ Hz/cm $^2$时下降几个百分点。这些结果为未来粒子、天体粒子和应用领域中的各种应用铺平了道路，这些探测器具有成本效益、稳健、高效、大规模。一个潜在的目标应用是数字强子量热法。
2016-03-15 hep-ex physics.ins-det
A Study of the Operation of Especially Designed Photosensitive Gaseous Detectors at Cryogenic Temperatures
在某些实验和应用中，需要在低温下工作的大面积光敏探测器。现在，真空PM通常用于此目的。我们已经开发出特殊设计的平面光敏气体探测器，能够在低温下工作。这种检测器是便宜得多的PM，并且几乎对磁场不敏感。系统测量其量子效率，最大可实现的增益和长期稳定性的结果将提交。这些探测器的成功运行为在处理低温液体的某些应用中用光敏气体探测器代替PM开辟了现实的可能性;例如在使用稀有液体TPC或稀有液体蒸发量热计的实验中。
2005-12-01 physics.ins-det
Progress in coupling MPGD-based Photon Detectors with Nanodiamond Photocathodes
为突破现有气态光子探测器分辨率与鲁棒性局限，研究团队研发基于纳米金刚石的光电阴极，将其制备工艺应用于THGEM样品并开展多气体环境下的光发射测试，验证了二者的完全兼容性，为远真空紫外探测提供了碘化铯之外的高潜力替代方案。
2024-01-30 hep-ex physics.ins-det
The Successful Operation of Hole-type Gaseous Detectors at Cryogenic Temperatures
我们已经证明，孔型气体探测器，GEM和毛细管板，可以工作高达77 K。例如，单个毛细管板可以在300至77 K之间的整个温度区间内以高于10 E3的增益工作。同样的毛细管板与CsI光电阴极相结合，可以在100-1000的增益（取决于气体混合物）下工作得很好。所获得的结果可能会打开新的应用领域的毛细管板作为检测器的紫外光和电荷粒子在低温下：贵金属液体TPC，WIMP检测器或LVMH量热计和低温PET。
2004-10-29 physics.ins-det
Recent advances with a hybrid micro-pattern gas detector operated in low pressure H2 and He, for AT-TPC applications
针对有源靶时间投影室（AT-TPC）中电荷粒子径迹读出的可能应用，研究了混合微图案气体探测器（MPGD）在纯低压氢气（H2）和氦气（He）中的工作特性和性能。该探测器由一个MICROMesh气体结构（MICROMEGAS）耦合到一个单或多级联厚气体电子倍增器（THGEM）作为前置放大级。本研究报告的有效增益依赖的混合MPGD在相关的压力（在200-760欧姆的范围内）为不同的检测器安排。本文的研究结果对低压低质量惰性气体雪崩机制的研究具有重要意义，特别是对核物理和核天体物理中主动靶时间投影室（TPC）MPGD端盖读出的应用具有重要意义。
2015-12-22 hep-ex physics.ins-det
Status of the ArDM Experiment: First results from gaseous argon operation in deep underground environment
氩暗物质（ArDM-1 t）实验是一个吨级液态氩（LAr）双相时间投影室，设计用于直接搜索暗物质。这样的设备允许探索LAr的低能量前沿。在欧洲核子研究中心的地面成功运行后，探测器已被部署在地下，目前正在Canfranc地下实验室（LSC）进行调试。在本文中，我们描述了安装的状态，并提出了在气相中收集的数据的第一个结果。
2013-06-29 physics.ins-det
First demonstration of a bubble-assisted Liquid Hole Multiplier operation in liquid argon
我们证明，时间，气泡辅助液孔倍增器（LHM）在液氩中的操作。LHM对辐射诱导电离电子和初级闪烁光子都敏感，由浸没在惰性液体中的穿孔电极组成，下面捕获稳定的气泡。沉积在液体中的电子或从电极表面上的光电阴极发射的微膨胀诱导的光电子被收集到空穴中;在穿过液体-气体界面后，它们在气泡内诱导电致发光。经过验证，在以前的作品中的LHM概念在液态氙，我们在这里提供第一个初步的结果，其操作在液态氩。我们证明了厚气体电子倍增器（THGEM）电极下的气泡遏制，并提供检测器对α粒子的响应，记录与SiPM -在电致发光和适度的气体倍增;成像能力也得到了证明。
2019-09-26 physics.ins-det
Ion-induced secondary electron emission from K-Cs-Sb, Na-K-Sb and Cs-Sb photocathodes and its relevance to the operation of gaseous avalanche photomultipliers
可见光敏感的气体光电倍增管和真空光电倍增管在一定程度上的工作受到离子撞击光阴极产生的次级电子的严重影响。提出了一种间接测量光阴极在气体介质中的有效离子感生二次电子发射系数（IISEE）的简便方法，即$γ_+^{eff}$法。用可见光灵敏的K-Cs-Sb、Na-K-Sb和Cs-Sb光电阴极的实验结果在Ar/CH $_{4}$（95/5）中在700 mbar下得到的$γ_+^{eff}$值在0.02和0.03之间;这些与理论计算很好地一致。根据理论模型估算出K-Cs-Sb、Na-K-Sb和Cs-Sb光电阴极的相应真空IISEE系数$γ_+$分别为0.47、0.49和0.47。气体$γ_+^{eff}$和真空$γ_+$ IISEE系数之比，计算为$\sim$ 0.06，是克服气体介质中背散射的次级电子的分数。
2009-04-30 physics.ins-det
Development of high-gain gaseous photomultipliers for the visible spectral range
本文综述了可见光灵敏气体光电倍增管的研究进展，介绍了双碱金属光电阴极与级联电子倍增管的结合。后者具有高的光电子收集效率和记录离子阻挡能力。我们详细描述了光电阴极的生产和表征的系统和方法，它们与电子倍增器和气体光电倍增器的耦合操作和表征在一个连续的模式。我们目前的实验室生产的K $_2$ CsSb，Cs $_3$ Sb和Na $_2$ KSb光电阴极的性能的结果，并报告其稳定性和在气体中的QE; K $_2$ CsSb光电阴极产生的QE值在Ar/CH $_4$（95/5）在360-400 nm的波长超过30%。新型的气体光电倍增管产生稳定的操作增益为10 $^5$，在连续操作模式下，在700托的这种气体，其灵敏度的单光子被证明。描述了其他属性。这种气体光电倍增管对可见光的成功探测为进一步开发大面积密封成像探测器铺平了道路，该探测器具有平坦的几何形状，对磁场不敏感，这可能对许多领域的光探测产生重大影响。
2009-05-05 physics.ins-det
Charge Amplification in Sub-atmospheric CF4:He Mixtures for Directional Dark Matter Searches
本文实验研究在低压 CF4 中添加 He 对单个 ThGEM 气体增益和能量分辨率的影响，以验证该混合气体用于方向性暗物质搜寻的可行性。
2024-02-23 physics.ins-det
Gain limits of a Thick GEM in high-purity Ne, Ar and Xe
本文研究了厚气电子倍增器（THGEM）雪崩电荷增益与填充气体Ne、Ar和Ar纯度的关系。在标准条件（大气压，室温）下用α粒子测量的增益，在用非蒸发吸气剂净化的气体中被发现大大下降。另一方面，少量的N2混合物的惰性气体导致高可达到的增益。这些结果在惰性气体中气体雪崩探测器的操作中具有普遍意义，特别是对于稀有事件的两相低温探测器。
2010-01-26 physics.ins-det
Optical Readout Studies of the Thick-COBRA Gaseous Detector
利用光学读出技术研究了厚COBRA（THCOBRA）气体探测器的性能。该装置的工作原理进行了描述，突出了其在Ar/CF 4（80/20%）的气体混合物中的可见闪烁光发射的操作。从孔和阳极带的总增益的贡献作为所施加的偏置电压的函数被可视化。通过分析5.9keV的X射线的55 Fe源的光发射，证明了从初始电离的空间信息的保存。观察到的来自孔的闪烁光的不均匀性支持空间定位精度优于孔的间距的主张。鉴于新的优化结构的发展，所获得的图像被用于识别弱点和不稳定性来源。
2020-07-24 physics.ins-det
Ion-induced effects in GEM & GEM/MHSP gaseous photomultipliers for the UV and the visible spectral range
我们报告的级联GEM和GEM/MHSP气体雪崩光电倍增管在大气压下工作的研究进展，碘化铯和双碱光电阴极。它们具有单光子灵敏度、ns时间分辨率和良好的局域化特性。我们总结了操作方面和结果，突出的高增益稳定的门控操作的可见光器件。特别重要的是最近的离子回流减少研究的结果，在不同的级联乘法器，影响探测器的稳定性和光阴极的寿命。我们报告的重大进展，在离子阻断和双碱光阴极老化气体倍增下提供的第一个结果。
2005-02-24 physics.ins-det
Development of Fe$_2$O$_3$/YSZ ceramic plates for cryogenic operation of resistive-protected gaseous detectors
本文研制了Fe$_2$O$_3$/YSZ陶瓷板，通过调节Fe$_2$O$_3$浓度实现从室温到77 K的电阻率调控，用于气体探测器火花猝灭，并在液氙和液氩沸点下验证了无火花运行。
2023-10-28 physics.ins-det
Two-phase xenon emission detector with electron multiplier and optical readout by multipixel avalanche Geiger photodiodes
本文介绍了一种新的光学读出系统（THGEM + WLS + MGPD）在两相液氙探测器中的成功应用。
2013-04-17 hep-ex physics.ins-det
Gain stabilization in Micro Pattern Gaseous Detectors: methodology and results
雪崩增益随时间变化的现象，特别是在包含绝缘体材料的微图案气体探测器（MPGD）中，通常归因于绝缘体的“充电”效应导致的电场修改。一个强大的方法，在这样的检测器的增益瞬态特性。它包括三项准则：检测器初始化、长增益稳定监控以及通过在操作条件中应用突变来施加瞬变。使用THWELL和RPWELL探测器，我们验证了所提出的方法，通过评估充电/充电下降模型描述的增益稳定的管理过程。这些结果提供了一个更深入的了解这些过程中，反映了不同的瞬态后，突然变化的探测器增益或照射速率。这种方法提供了一个手柄，为未来的调查所涉及的物理现象MPGD探测器，包括绝缘组件。
2017-07-17 physics.ins-det
Efficient ion blocking in gaseous detectors and its application to gas-avalanche photomultipliers sensitive in the visible-light range
提出了一种用于气体雪崩探测器中离子阻挡的新概念，它包括级联的微孔电子倍增器和用于离子散焦的图案化电极。这导致在10^{-4}水平上的离子阻塞，在DC模式下，在适合于TPC和气态光电倍增管的操作条件下。在大气压Ar/ CH_{4}（95/5）双碱光电阴极级联可见光灵敏气体雪崩光电倍增管中验证了该概念。虽然在以前的作品高增益，在超过10^{5}，仅在脉冲门控级联GEM气体光电倍增管达到，本设备产生，第一次，在DC模式下，类似的增益。我们简要地描述了气体光电倍增管中电荷输运的物理过程和离子阻挡方法。本文给出了K-Cs-Sb、Na-K-Sb和Cs-Sb三种可见光灵敏光电阴极级联图形电极气体光电倍增管在直流工作模式下的离子回流分数和电子倍增的实验结果。
2008-04-28 physics.ins-det
Operation of a 1-Liter-Volume Gaseous Argon Scintillation Counter
我们已经建立了一个气相氩离子化检测器，用于测量小的核反冲能（< 10 keVee）。在本文中，我们描述了探测器对X射线和伽马校准源的响应，包括脉冲形状分析、软件触发、气体含量优化以及信号的能量和位置依赖性。我们比较我们的实验结果与模拟使用5.9千电子伏的X射线源，以及更高能量的伽马源高达1332千电子伏。最后，我们描述的检测器，DAQ，和软件设置优化的测量气态氩中的低能核淬灭因子。这项工作是在美国能源部的主持下由劳伦斯利弗莫尔国家实验室进行的，部分根据合同W-7405-Eng-48，部分根据合同DE-AC 52 - 07 NA 27344。由整个实验室LDRD资助。LLNL-JRNL-415990-草案。
2009-08-22 hep-ex physics.ins-det
Radiation Damage and Long-Term Aging in Gas Detectors
老化现象构成了最复杂和最严重的潜在问题之一，这可能限制或严重损害气体探测器在前所未有的恶劣辐射环境中的使用。在LHC时代的高强度实验中长期运行不仅要求建筑材料和气体混合物具有非凡的辐射硬度，而且还要求在探测器建造和测试期间进行非常具体和适当的组装程序和质量检查。讨论了强子束的最新实验数据。研究表明，辐射测试的初始阶段通常在隔离的实验室条件下进行，可能无法提供推断高能物理设施中真实和全尺寸探测器的长期性能所需的完整信息。总结了影响气体探测器在大定域电离密度下工作能力的主要因素，以及可能导致气体探测器工作不稳定和老化现象的主要因素。最后，概述了老化的经验与国家的最先进的气体探测器在低强度和高强度的辐射环境的实验中，提供了一套规则，以及一些警告，气体探测器在高光度实验的建设和操作的目标。
2004-03-17 physics.ins-det
Impact of trace amounts of water on the stability of Micro-Pattern Gaseous Detectors measured in Ar-CO$_2$ (90-10)
本研究探究痕量水对Ar-CO₂混合气体中GEM、厚GEM和Micromegas等非电阻性微模式气体探测器稳定性的影响，发现湿度增加可改善高增益和电场下的放电稳定性，减少伪放电率，有利于其稳定运行。
2025-08-21 physics.ins-det
