ATLAS Pixel Radiation Monitoring with HVPP4 System
Igor Gorelov, Martin Hoeferkamp, Sally Seidel, Konstantin Toms
在这次演讲中，我们提出了ATLAS像素传感器辐射监测协议的基础。监控基于电流测量系统HVPP 4。最后介绍了ATLAS HVPP 4系统的开发现状。
In this talk we present the basis for the protocol for radiation monitoring of the ATLAS Pixel Sensors. The monitoring is based on a current measurement system, HVPP4. The status on the ATLAS HVPP4 system development is also presented.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
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ATLAS Experiment Pixel Detector Upgrades
ATLAS实验像素探测器升级计划的重点是新技术的开发，包括FE-I4读出集成电路。利用这项新技术的第一个升级项目是将于2013年安装在更换束管上的“可插入B层”（IBL）像素探测器。IBL将安装在内部，不会改变现有的ATLAS像素探测器。然而，正在研究在2018年用基于FE-I4芯片和新机械结构的质量更低、性能更高的仪器取代像素全探测器的可能性。
Results from the Commissioning of the ATLAS Pixel Detector with Cosmic data
ATLAS像素探测器是欧洲核子研究中心大型强子对撞机上ATLAS实验的最里面的探测器。ATLAS硅像素探测器具有约8000万个读出通道，是一种高接受度、高分辨率、低噪声的跟踪设备。为了满足严格的轨道重建要求，像素检测器在带电轨道模式识别能力方面提供了所需的改进，它在很大程度上定义了ATLAS有效解析主顶点和次顶点以及执行发现新物理所必需的高效风味标记的能力。作为2007年7月安装在ATLAS的最后一个子系统，像素探测器成功地连接，调试和现场测试，同时满足了非常紧张的时间表，并准备在LHC的预计开启时获取数据。自2008年秋季以来，像素探测器已被包括在组合ATLAS探测器操作中，收集宇宙μ子数据。从像素探测器的安装和调试的细节，以及校准程序和收集的宇宙数据所获得的结果的细节，提出了与探测器状态的摘要。
Commissioning of the ATLAS Pixel Detector
ATLAS像素探测器是一种高精度硅跟踪设备，位于最接近LHC相互作用点的位置。它属于强子对撞机实验中的第一代。它将提供关键的模式识别信息，并将在很大程度上决定ATLAS精确跟踪粒子轨迹和找到次级顶点的能力。它是2007年6月安装在ATLAS的最后一个探测器，已在2008年春季和夏季完全连接并进行了现场测试。它目前正处于使用宇宙射线事件的调试阶段。我们介绍了ATLAS像素系统过去和未来调试活动的亮点。
ATLAS job monitoring in the Dashboard Framework
对ATLAS实验的大规模数据处理的监控包括对生产和用户分析作业的监控。Experiment Dashboard提供了一个通用的作业监控解决方案，由ATLAS和CMS实验共享。这包括会计门户以及实时监控。ATLAS的仪表板作业监控将PanDA作业处理数据库、生产系统数据库中的信息以及通过GANGA提交到仓库管理系统（WMS）或本地批处理系统的作业的监控信息结合在一起。使用基于仪表板的作业监控应用程序将减少PanDA数据库的负载，并克服PanDA数据库中作业轮换周期短导致的PanDA监控的规模限制。来自不同来源的任务/作业指标的聚合提供了ATLAS范围内作业处理活动的完整视图。
Simulations of 3D-Si sensors for the innermost layer of the ATLAS pixel upgrade
LHC的亮度预计将达到3000 fb-1，ATLAS升级计划的最内层将应对更高的占用率并减小像素尺寸。3D-Si传感器是ATLAS像素升级最内层的良好候选者，因为它们在高通量下表现出良好的性能，并且新设计将具有更小的像素尺寸以满足电子预期。本文报道了在IMB-CNM设计的3D-Si传感器的TCAD模拟，该传感器具有为ATLAS像素升级的下一个最内层制造的非通过柱，显示了照射前后的电荷收集响应，以及位于大$η$角度的3D-Si传感器的响应。
Optical Link of the Atlas Pixel Detector
ATLAS像素探测器的探测器上光链路包含抗辐射接收器芯片，用于解码PIN阵列上接收到的双相标记信号，以及数据发射器芯片，用于驱动VCSEL阵列。组件安装在混合板（光电板）上。我们介绍了24 GeV质子在32 Mrad（1.2 x 10^15 p/cm ^2）下的辐照研究结果和生产经验。
The new radiation-hard optical links for the ATLAS pixel detector
ATLAS探测器目前正在升级，增加了一个新的基于像素的带电粒子跟踪层，并为像素探测器提供了新的服务安排。这些升级需要更换像素探测器以前使用的光电板。在本报告中，我们详细介绍了新的光电板的设计和生产。
Planar Pixel Sensors for the ATLAS tracker upgrade at HL-LHC
ATLAS平面像素传感器研发项目是17个研究所和80多名科学家的合作项目。他们的目标是探索高亮度大型强子对撞机（HL-LHC）跟踪器升级的平面像素传感器的操作。本文总结了n-in-n和n-in-p像素传感器与ATLAS FE-I3和FE-I4读出芯片凸点键合的辐射研究成果。摘要包括放射源测试结果和从测试束测量中提取的跟踪效率。${2\cdot10^{16}} \text{n}_{\text{eq}}\text{cm}^{-2}$和${1\cdot10^{16}} \text{n}_{\text{eq}}\text{cm}^{-2}$（$1 \text{MeV}$中子当量）辐照的n-in-n和n-in-p模块的分析结果证实了平面像素传感器的操作用于未来应用。
Recent results of the ATLAS Upgrade Planar Pixel Sensors R&D Project
ATLAS探测器必须在本十年结束时进行重大更新，以承受大型强子对撞机高亮度升级所产生的占用率增加和辐射损害。在本报告中，我们概述了ATLAS内部探测器升级的平面像素传感器的最新研发成果。
Radiation-Hard Opto-Link for the Atlas Pixel Detector
ATLAS像素探测器的探测器上光链路包含抗辐射接收器芯片，用于解码PIN阵列上接收到的双相标记信号，以及数据发射器芯片，用于驱动VCSEL阵列。组件安装在混合板（光电板）上。我们给出了光电板和24 GeV质子辐照研究的结果，辐照剂量高达33 Mrad（1.2 x 10^15 p/cm^2）。
The software of the ATLAS beam pick-up based LHC monitoring system
ATLAS BPTX站由静电按钮拾取探测器组成，位于ATLAS两侧沿束管175 m处。该拾波器作为LHC束流仪器的一部分安装，并由ATLAS用于计时目的。来自ATLAS BPTX探测器的信号既用于触发系统，也用于LHC光束和定时信号的独立监控系统。监控软件以高精度测量碰撞和时钟之间的相位，以保证子检测器前端电子设备中最佳信号采样的稳定相位关系。它还测量单个束团的特性和光束的结构。本文介绍了BPTX监控软件，说明了其算法，并给出了几个监控显示实例。此外，还介绍了该监测系统在2008年9月第一期单梁运行期间的监测结果。
ATLAS Pixel Detector: Operational Experience and Run-1 to Run-2 Transition
ATLAS实验的像素探测器在LHC的整个运行期间表现出了优异的性能。利用长时间关闭的优势，探测器从实验中取出并带到地面，为其配备新的服务区面板，修复模块并简化新的最内层，即可插入B层（IBL）的安装。概述了运行经验，像素探测器和IBL项目的翻新，以及在其建设，集成和调试的经验。
Modeling Radiation Damage to Pixel Sensors in the ATLAS Detector
硅像素探测器是目前ATLAS探测器及其计划升级的核心。由于探测器最接近相互作用点，它们将暴露在大量的辐射中：在HL-LHC之前，最内层将接收超过$10^{15}$ 1 MeV $n_\mathrm{eq}/\mathrm{cm}^2$的通量，HL-LHC探测器升级必须应对在其寿命期间集成的更高数量级的通量。本次演讲首次提出了一个数字化模型，其中包括对ATLAS Pixel传感器的辐射损伤效应。在对设置进行全面描述之后，基本像素簇属性的预测与运行2碰撞数据的第一次验证研究一起呈现。
System Integration of ATLAS ITK Pixel DCS ASICs
本文介绍ATLAS二期升级中ITK像素探测器DCS ASIC的系统集成，涵盖MOPS-HUB硬件、FPGA固件规格、集成计划及辐照计划。
The Optosystem: validation and testing of the high-speed electro-optical conversion system for the readout of the ATLAS ITk Pixel upgrade
本文介绍了用于ATLAS ITk像素探测器升级读出的高速电光转换系统Optosystem，重点展示了数据传输链的性能结果及Optopanels的设计与测试。
Prototype ATLAS IBL Modules using the FE-I4A Front-End Readout Chip
ATLAS合作将升级其半导体像素跟踪探测器，在现有的像素探测器和大型强子对撞机的真空管之间安装一个新的可插入B层（IBL）。该位置的极端工作条件需要开发新的辐射硬像素传感器技术和新的前端读出芯片FE-I4。平面像素传感器和3D像素传感器已被研究，以装备这种新的像素层，并使用FE-I4 A原型模块已被制造和表征，使用120 GeV的π介子在欧洲核子研究中心SPS和4 GeV的正电子在DESY，模块照射前后。给出了束流测试结果，包括电荷收集效率、跟踪效率和电荷共享。
Autoencoder-based time series anomaly detection for ATLAS Liquid Argon calorimeter data quality monitoring
本文提出基于LSTM自动编码器的算法，用于检测ATLAS液氩电离室数据中的异常，通过训练高质量数据识别异常区间，并验证噪声脉冲问题。
Recent progress of the ATLAS Planar Pixel Sensor R&D Project
预计LHC的亮度升级（到2021年峰值亮度增加5-10倍）对ATLAS跟踪器在高亮度时代（HL-LHC）的技术构成了严重的限制。事实上，这种亮度增加导致跟踪检测器的占用和辐射损坏增加。为了研究像素传感器是否适用于升级后的跟踪器，ATLAS平面像素传感器研发项目由17个研究所和80多名科学家组成。研究的主要领域是在最高通量的平面像素传感器的性能，探索降低成本的可能性，使仪器的大面积，实现超薄或积极的边缘设计，以提供低几何效率低，而不需要叠瓦的模块和调查的操作高度辐照传感器在低阈值，以提高效率。在下文中，我将介绍该小组的结果，主要涉及辐照设备的性能，以及对新传感器的研究，包括详细的模拟。
Modelling radiation damage to pixel sensors in the ATLAS detector
硅像素探测器是目前和计划中的大型强子对撞机ATLAS实验升级的核心。由于它们非常接近相互作用点，这些探测器在其寿命期间将暴露在前所未有的辐射量下。目前的像素探测器将受到超过$10^{15}$ 1 MeV ${n}_{eq}/{cm}^2$的非电离辐射的损害，而为高亮度LHC设计的像素探测器必须应对更大数量级的通量。本文提出了一个数字化模型，考虑辐射损伤的影响，像素传感器。详细描述了该模型，并将电荷收集效率和洛伦兹角的预测与2015年至2017年收集的碰撞数据（$\leq 10^{15}$ 1 MeV ${n}_{eq}/{cm}^2$）进行了比较。
Development of a Test System for Data Links of the ATLAS Inner Tracker (ITk) Upgrade Silicon Pixel Detector
针对ATLAS ITk升级的约2.6万条1.28Gb/s高速电链路，本文开发基于FPGA的DAQ测试系统，支持64通道并行BER测试与虚拟眼图，并通过校准及原型、预生产组件测试验证其链路质量认证能力。
Planar Pixel Sensors for the ATLAS Upgrade: Beam Tests results
介绍了针对ATLAS可插入B层和高亮度LHC（HL-LHC）升级的平面硅像素传感器束流测试结果。测量包括空间分辨率，电荷收集性能和相邻电池之间的电荷共享作为不同散装材料的轨道入射角的函数。测量的n-in-n像素传感器作为一个函数的注量为不同的照射。此外，测试了来自几个供应商的具有略微不同布局的p型硅传感器。所有测试的传感器通过凸点接合连接到ATLAS Pixel读出芯片。我们表明，n型和p型测试平面传感器能够收集显着的电荷，即使在HL-大型强子对撞机预期的综合注量。
Performance of Edgeless Silicon Pixel Sensors on p-type substrate for the ATLAS High-Luminosity Upgrade
鉴于LHC向高亮度LHC（HL-LHC）的升级阶段，ATLAS实验计划用全硅系统升级内部探测器。由于n-on-p硅技术具有抗辐射性和成本效益，因此它是实现大面积配备像素传感器的有希望的候选技术。本文报道了FBK-CMM生产的新型n-on-p无边缘平面像素传感器的性能，该传感器利用有源沟槽来减少器件外围的死区。在讨论了传感器技术之后，将给出第一束测试结果的概述。
Radiation-Hard Asics for Optical Data Transmission in the Atlas Pixel Detector
我们已经开发了两个辐射硬ASIC的ATLAS像素探测器中的光数据传输在欧洲核子研究中心的LHC：垂直腔面发射激光器（VCSEL）二极管的驱动芯片，用于80 Mbit/s的数据传输从检测器，和一个双相标记解码器芯片恢复的控制数据和40 MHz的时钟接收光的PIN二极管。我们已经成功地实现了0.25毫米CMOS技术的ASIC使用封闭布局晶体管和保护环增加辐射硬度。我们给出了最终设计电路的结果，以及用24 GeV质子在80 Mrad（2.6 x 10^15 p/cm^2）下进行辐照研究的结果。
TCAD simulations of pixel sensors for the ATLAS ITk upgrade and performance of annealed planar pixel modules
为了使大型强子对撞机的高亮度阶段在2026年左右开始运行，ATLAS内部跟踪器（ITk）的重大升级正在准备中。由于其低功耗和高电荷收集效率照射后，薄平面像素模块是仪器的基本选择，除了最内层的像素检测器。为了优化像素单元尺寸为$50\times50\,μm^2$的传感器布局，正在进行TCAD模拟。电荷收集效率，电子噪声和电场特性进行了研究。在TCAD模拟中采用辐射损伤模型来估计辐照前后的性能。使用辐照通量高达5 $\times10^{15}\,$ n $_\text{eq}$ /cm $^2$的传感器，估计维护期间ITk像素探测器在室温下储存时间的影响。$100-150\,μm$厚度的像素传感器，与像素尺寸为$50\times250\,μm^2$的FE-I4读出芯片互连，使用CERN SPS和DESY的测试光束设施进行表征。在室温下退火长达一年的电荷收集和命中效率进行了比较。
A Leakage Current-based Measurement of the Radiation Damage in the ATLAS Pixel Detector
测量了ATLAS像素探测器桶硅模块从开始运行到2012年底所遭受的辐射损伤。这意味着在整个操作期间收到的强子注量能量高达并包括8 TeV。该测量基于硅传感器漏电流的每个模块测量。结果作为积分亮度的函数，并与汉堡模型的预测进行比较。此信息可用于预测各种操作场景下由于电流而导致的像素检测器寿命限制。
Performance of n-in-p pixel detectors irradiated at fluences up to 5x10**15 neq/cm**2 for the future ATLAS upgrades
我们提出了新的n-in-p平面像素探测器，设计用于未来升级的ATLAS像素系统的表征的结果。由于其辐射硬度和成本效益，n-in-p硅器件是替代n-in-n传感器的有希望的候选者，其允许扩大用像素检测器进行仪表化的区域。这里介绍的n-in-p模块由CiS生产的像素传感器组成，通过凸点键合连接到ATLAS读出芯片FE-I3。这些设备的表征已经进行了与ATLAS像素读出系统，TurboDAQ和USBPIX，之前和之后用25 MeV的质子和中子高达5x 10 **15 neq /cm 2的通量照射。用放射源进行的电荷收集测量证明了采用这种探测器达到这些粒子注量的可行性。收集的电荷已被测量为超过FE-I3阈值的两倍的任何注量，调谐到3200 e。还介绍了在CERN-SPS上用120 GeV π介子进行束流测试的第一批结果，证明了辐照前的高跟踪效率和以10**15 neq /cm 2辐照的器件的高收集电荷。这项工作是在RD 50协作的框架内进行的。
Achievements of the ATLAS Upgrade Planar Pixel Sensors R&D Project
在HL-LHC升级的框架内，ATLAS实验计划引入一个全硅内部跟踪器来应对升高的占用率。为了研究像素传感器是否适用于升级后的跟踪器，ATLAS平面像素传感器研发项目（PPS）由19个研究所和90多名科学家组成。本文概述了该研究和开发项目，并突出了成果，其中包括：平面传感器束流测试结果达到最内层注量（> 10^16 n_eq cm ^2）;用辐照过的薄无边n-in-p像素组件获得的测量结果; SCP技术的最新研究是通过基于划线对已经存在的传感器进行后处理来获得几乎有效的边缘，劈裂和边缘钝化;大面积的原型工作的更新：传感器设计的改进和低成本杂交的概念;二次离子质谱结果和TCAD模拟之间的比较。总之，这些结果允许评估国家的最先进的辐射硬位置敏感跟踪探测器适合大面积的仪器。
Novel Silicon n-on-p Edgeless Planar Pixel Sensors for the ATLAS upgrade
考虑到LHC向HL-LHC的升级阶段，ATLAS实验计划用全硅系统升级内部探测器。由于其抗辐射性和成本效益，n-on-p硅技术是像素升级的一个有前途的候选者，这允许扩大像素探测器的面积。我们报告在FBK（特伦托，意大利）制造的新型n中p无边缘平面像素传感器的发展，利用“主动边缘”的概念，在设备的外围死区的减少。在讨论了传感器技术和制造工艺后，我们提出了针对不同传感器配置进行的器件模拟（照射前和照射后）。第一个初步结果与生产的测试结构。
LHC Timing Signal Distribution and Beam Phase Monitoring Through ATLAS BPTX Monitoring System
在随后的实验中，LHC定时信号被广播到各个目的地。利用Corde板和RF2TTC模块，在ATLAS子探测器中实现了对时间的延迟。ATLAS BPTX探测器和监控系统可以保证在进一步的碰撞中束流的同步。
Electrical Characterization of a Thin Edgeless N-on-p Planar Pixel Sensors For ATLAS Upgrades
鉴于LHC向高亮度LHC（HL-LHC）的升级阶段，ATLAS实验计划用全硅系统升级内部探测器。由于其抗辐射性和成本效益，n-on-p硅技术是一个有前途的候选人，大面积像素探测器。本文报告的联合开发，由LPNHE和FBK的新型n-on-p无边缘平面像素传感器，利用有源沟槽的概念，减少在设备的外围死区。在讨论了传感器技术，并提出了一些传感器的模拟结果，一个完整的概述所生产的设备的电气特性。
Results from the commissioning of the ATLAS Pixel detector
ATLAS Pixel探测器是一种高分辨率、低噪声的硅基设备，旨在提供距离LHC束轴12 cm范围内的跟踪和顶点信息。它由大约8000万个像素通道组成，具有抗辐射前端电子设备，通过光纤连接到远离探测器的定制控制DAQ系统。在2007年6月成功安装探测器之后，2008年进行了密集的调试，与其他ATLAS子探测器一起记录了400，000多条宇宙射线轨迹。到年底，96%的探测器已经调整、校准，并以99.8%的跟踪命中效率和10 ^-10的噪声占用率获取数据。我们在这里提出的调试，校准和数据采集的结果，以及未来的性能与大型强子对撞机碰撞为基础的数据的前景。
Selected results from the static characterization of edgeless n-on-p planar pixel sensors for ATLAS upgrades
鉴于LHC的高亮度阶段（HL-LHC）升级，ATLAS实验计划用全硅系统取代内部探测器。n-on-p技术代表了大多数层的模块的有效解决方案，因为该选项具有显著的抗辐射性和降低的成本。还有人要求将非活动区减少到最低限度。ATLAS LPNHE巴黎小组和FBK Trento开始合作开发一种新型的n-on-p无边平面像素设计，该设计基于深沟槽工艺，可以满足所有这些需求。本文报道了选定的结果，从电气特性，辐照前后，测试结构的第一批生产。
ATLAS ITk Pixel Detector Overview
对于大型强子对撞机的高亮度升级，目前的ATLAS内部探测器将被全硅内部跟踪器取代。像素探测器将由五个桶层和许多环组成，从而产生约13平方米的仪器区域。由于巨大的非电离通量（1 e16 neq/cm^2）和电离剂量（5 MGy），装有3D像素传感器和100 um薄平面传感器的两个最内层将在运行约五年后更换。每个像素层包括混合探测器模块，这些模块将由采用65 nm CMOS技术实现的新型ASIC读出，带宽高达5 Gbit/s。数据将以光学方式传输到非探测器读出系统。为了节省维修电缆中的材料，读出ASIC的电源电压采用串行供电。所有分系统都在执行大规模的原型方案。本文将概述ITk像素检测器的布局和发展现状。
Study of prototypes of LFoundry active and monolithic CMOS pixels sensors for the ATLAS detector
大型强子对撞机的高能粒子物理实验使用混合硅探测器，在像素和条带几何形状，为他们的内部跟踪器。这些探测器已被证明是非常可靠和性能。尽管如此，人们对耗尽型CMOS硅探测器的发展有很大的兴趣，这种探测器可以以较低的生产成本和复杂性实现类似的性能。我们目前的ATLAS CMOS演示项目的框架内，这项技术的最新发展。特别是，LFoundry的两个有源传感器，CCPD_LF和LFCPIX，以及第一个完全单片原型MONOPIX的研究将被显示。
Performance of irradiated thin n-in-p planar pixel sensors for the ATLAS Inner Tracker upgrade
ATLAS合作将用新的全硅像素和条带系统取代其跟踪探测器。这将允许应对在LHC加速器复合体（HL-LHC）的亮度增加5倍后预期的更高辐射和占用水平。在新的跟踪检测器（ITk）中，具有增加的粒度的像素模块将实现以保持具有更高轨道密度的占用。此外，构成混合模块的传感器和读出芯片将采用相对于本像素检测器的更多抗辐射技术来生产。由于它们在抗辐射方面的出色性能，薄n-in-p传感器是有希望的候选者，可以用于新像素系统的一部分。将介绍最近生产和开发的新设计传感器。为了在互连到芯片之前测试传感器，已经实施了穿通偏置结构。它的设计已经过优化，以减少可能观察到的跟踪效率损失。辐照后，它们是由穿通偏置结构引起的。设计与ATLAS FE-I4芯片兼容的传感器，其像素尺寸为50 × 250 $\mathrmμ$ m $^{2}$，细分为30 × 30 $\mathrmμ$ m $^{2}$尺寸的较小像素植入物，以研究HL-LHC预见的50 × 50 $\mathrmμ$ m $^{2}$像素单元的性能。利用束流测试和瞬态电流技术获得了50 × 250和50 × 50 $\mathrmμ$ m $^{2}$像素单元在效率、电荷收集和电场特性方面的传感器性能的结果。
Radiation-hard ASICs for optical data transmission in the ATLAS pixel detector
我们已经开发了两个辐射硬ASIC的ATLAS像素探测器中的光数据传输在欧洲核子研究中心的LHC：垂直腔面发射激光器（VCSEL）二极管的驱动芯片，用于80 Mbit/s的数据传输从检测器，和一个双相标记解码器芯片恢复的控制数据和40 MHz的时钟接收光的PIN二极管。我们已经成功地实现了0.25毫米CMOS技术的ASIC使用封闭布局晶体管和保护环增加辐射硬度。我们给出了最终设计电路的结果，以及用24 GeV质子在62 Mrad（2.3 x 10^15 p/cm^2）下进行辐照研究的结果。
Testing the limits of ITkPixV2: the ATLAS inner tracker pixel detector readout chip
针对HL-LHC的ATLAS二期内跟踪器升级，本文首次在全设计要求极限下测试其最终量产读出芯片ITkPixV2，重点测量了活动诱导电流随击中率的变化，验证芯片在高亮度环境下的性能。
Development of depleted monolithic pixel sensors in 150 nm CMOS technology for the ATLAS Inner Tracker upgrade
本工作提出了一个耗尽单片有源像素传感器（DMAPS）的原型LFoundry 150 nm CMOS工艺制造。所描述的设备，名为LF-Monopix，被设计为一个完全单片传感器的概念证明，该传感器能够在高亮度大型强子对撞机（HL-LHC）的ATLAS内部跟踪器升级的外层环境中运行。与目前使用的混合设计相比，在检测器模块中实现这样的设备将导致更低的生产成本和更低的材料预算。在本文中，芯片架构将被描述其次是模拟和测量结果。
Investigation of thin n-in-p planar pixel modules for the ATLAS upgrade
鉴于大型强子对撞机（HL-LHC）的高亮度升级计划于2023-2025年左右开始，ATLAS实验将更换内部探测器。更高的亮度意味着更高的辐射水平，因此需要更高的辐射硬度，特别是在像素系统的内层。n-in-p硅技术是一个很有前途的候选人，仪器这一地区，也由于其成本效益，因为它只需要一个单面处理，而不是目前在LHC实验中采用的n-in-n像素技术。此外，薄的传感器被发现，以确保在高通量的辐射硬度。概述了最近的结果，没有照射和照射的n-in-p平面像素模块。重点将放在最近在ADVCAM生产的有源厚度为100和150 um的n-in-p平面像素传感器上。为了最大化传感器的有效面积，实现了纤细和有效的边缘。这些模块的性能进行了调查，在梁测试和边缘效率的结果将显示。
Study of Particle Fluence Effects on Collected Charge and Depletion Voltage of the ATLAS IBL Planar Pixel Sensors
该研究针对ATLAS IBL平面像素传感器，分析其在LHC运行十年后受粒子注量影响的电荷收集与耗尽电压变化，结合TCAD和ATLAS蒙特卡罗模拟开展相关研究。
Demonstrator System Testing and Performance for the ATLAS ITk Pixel Detector for HL-LHC
本研究为ATLAS ITk像素探测器构建演示装置，开展系统级测试验证串行供电等技术的可靠性，介绍了三类子组件，为HL-LHC高亮度高辐射环境下的探测器运行提供支撑。
Thin n-in-p planar pixel sensors and active edge sensors for the ATLAS upgrade at HL-LHC
采用在CiS生产的有源厚度为200 $μ$ m的n-in-p平面传感器和在芬兰的VTT生产的100-200 $μ$ m薄有源/薄边缘传感器器件的硅像素模块已经与ATLAS FE-I3和FE-I4读出芯片互连。薄传感器是专为高能物理对撞机实验，以确保在高通量辐射硬度。此外，VTT生产的有源边缘技术最大化了组件的敏感区域，从而减少了靠近束管的像素层中模块的重叠。CiS生产还包括四个芯片传感器，根据计划用于在HL-LHC运行的升级ATLAS像素探测器外层的模块几何形状。该模块的特点是在实验室中使用放射源和高精度的测量，在束流测试，调查在不同的偏置电压和粒子入射角的命中效率和电荷收集性能。不同的传感器厚度和边缘设计的性能进行了比较之前和之后的辐照高达$1.4\times10^{16}n_{eq}/cm^{2}$的能量密度。
Sensor response and radiation damage effects for 3D pixels in the ATLAS IBL Detector
本文研究ATLAS IBL探测器3D像素传感器在LHC运行期间的响应与辐射损伤，通过测量和模拟预测其性能演变，验证了3D技术在强辐射环境中的适用性。
Ring oscillator performance of the ATLAS inner tracker pixel readout chip
本文研究了ATLAS内跟踪器像素读出芯片中环振荡器的性能，通过实验和模拟数据分析其在不同环境条件下的表现。
Performance of Irradiated Thin Edgeless N-on-P Planar Pixel Sensors for ATLAS Upgrades
鉴于LHC向高亮度LHC（HL-LHC）的升级阶段，ATLAS实验计划用全硅系统升级内部探测器。由于其抗辐射性和成本效益，n-on-p硅技术是一个有前途的候选人，大面积像素探测器。本文报告的联合开发，由LPNHE和FBK的新型n-on-p无边缘平面像素传感器，利用有源沟槽的概念，减少在设备的外围死区。在讨论传感器技术后，将讨论几个辐照样品的电气特性的完整概述。将对正在组装的探测器模块发表一些评论，并最终概述一些计划。
The ATLAS pixel detector
经过十年的规划和建设阶段，ATLAS像素探测器即将完成，并计划于2007年集成到ATLAS探测器中，以获取第一次LHC碰撞的数据。建设的概述，特别强调一些主要的和最近遇到的问题和解决。
Active Pixel Sensors in ams H18/H35 HV-CMOS Technology for the ATLAS HL-LHC Upgrade
深亚微米HV-CMOS工艺为采用行业标准技术构建的传感器提供了机会，同时具有HV耐受性，使其成为基于漂移的快速收集，因此是抗辐射像素探测器的良好候选者。为了使ATLAS像素探测器更好地满足HL-LHC的要求，对HV-CMOS工艺中的有源像素传感器进行了研究。这些直接在绝缘深n阱中实现放大器和放大器级，其也用作收集电极。深n阱允许高达150 V的偏置电压，导致几个10 μ m的耗尽深度。采用艾迈斯半导体H18 180 nm和H35 350 nm HV-CMOS工艺的原型传感器已经制造完成，可作为当前ATLAS Pixel传感器的潜在替代品，从而将触发处理等更高级别的处理留给专用读出芯片。传感器在实验室测量以及测试束实验中进行了全面测试。用X射线和质子照射显示对1Grad的电离剂量的耐受性。从Edge-TCT研究中推断出，由于受主去除效应，辐照后的耗尽区厚度可达100 μ m。在1e15n_eq cm-2中子辐照实验中，该传感器表现出很高的探测效率。一个完整的标线尺寸的演示芯片，在H35过程中实施正在提交，以证明大规模的HV-CMOS概念的可行性。
The ATLAS Pixel Detector
ATLAS像素检测器是ATLAS跟踪系统的最内层，将对ATLAS跟踪和顶点重建做出重要贡献。该探测器由相同的传感器芯片混合模块组成，在中心的三个桶中排列，在前方区域的两侧各有三个圆盘。像素探测器靠近相互作用点的位置要求具有出色的抗辐射性、机械和热鲁棒性、良好的长期稳定性，所有这些都需要低材料预算。探测器的布局，从最终的原型和生产状态的结果。
Characterization of Novel Thin N-in-P Planar Pixel Modules for the ATLAS Inner Tracker Upgrade
ATLAS实验将对跟踪器系统进行重大升级，考虑到LHC（HL-LHC）的高光度阶段将于2026年开始运行。像素检测器的最内层将面临最严峻的挑战，其将必须承受高达$1.4\times10^{16}\,$ n $_\text{eq}$ /cm $^{2}$的辐射通量。薄平面像素模块是有希望的候选人，仪器这些层，由于小的材料预算和高的电荷收集效率照射后。厚度为$100-200\,μ$ m的传感器与FE-I4读出芯片互连，其特征在于具有放射源以及CERN SPS和DESY的测试束。在电荷收集和命中效率方面，比较了被照射到高达$5\times 10^{15}\,$ n $_\text{eq}$ /cm $^{2}$的能量密度的传感器的性能。高度分段的传感器是在HL-LHC的像素系统的前向区域中的跟踪的一个挑战。为了在高伪快速性下再现$50$ x $50\,μ$ m $^2$像素的性能，在相对于短像素方向的高入射角（$80^\circ$）下的射束测试中在照射之前和之后研究FE-I4兼容平面像素传感器。将显示聚类形状和命中效率的结果。
Construction and Tests of Modules for the ATLAS Pixel Detector
ATLAS像素检测器是ATLAS跟踪系统的最内层，将对ATLAS跟踪和顶点重建做出重要贡献。该探测器由相同的传感器芯片混合模块组成，在中心的三个桶中排列，在前方区域的两侧各有三个圆盘。像素探测器靠近相互作用点的位置要求具有出色的抗辐射性、机械和热鲁棒性、良好的长期稳定性，所有这些都与低材料预算相结合。这种像素模块的预生产阶段已经接近完成，产生了功能齐全的模块。这些模块的测试结果。
Thin and edgeless sensors for ATLAS pixel detector upgrade
为了应对HL- LHC高亮度条件下的恶劣环境，ATLAS像素探测器必须升级为具有良好粒度、最大几何接受度和高读出率的完全有效的探测器。LPNHE、FBK和INFN参与了薄型无边缘平面像素传感器的开发，由于采用了有源边缘技术，传感器边缘的不敏感区域得以最小化。本文报道了两种产品，第一种由200 μm厚的有源边缘n-on-p传感器组成，第二种由100和130 μm厚的n-on-p传感器组成。这些传感器已在CERN-SPS和DESY进行了束流测试，并将展示它们在照射前后的性能。
Measurements of Single Event Upset in ATLAS IBL
在ATLAS像素系统最内层的FE-I4 B芯片上研究了单粒子翻转（SEU）和单粒子瞬态（SET）效应。SEU/SET会影响FE-I4 B全局寄存器以及各个像素的设置，导致占用率损失、低压电流下降、噪声像素和静音像素等。定量的数据分析和模拟表明，在存储器的负载线上，SET优于SEU。操作问题和缓解技术。
Pixel column issue in the ATLAS Inner Tracker modules
本文调查ATLAS ITk像素模块预生产中出现的核心列问题，该问题导致芯片故障并影响良率，通过禁用像素核心列可绕过，研究旨在揭示其电气行为、数据特征及可能原因。
Development of a Detector Control System for the ATLAS Pixel Detector
ATLAS实验的最里面部分将是一个像素探测器，包含大约1750个独立的探测器模块。检测器控制系统（DCS）需要处理数千个具有不同特性的I/O通道。pixel DCS的主要组成部分是冷却系统、电源和热联锁系统，负责像素传感器的最终安全性。ATLAS嵌入式本地监控板（ELMB）是一种带有CAN接口的多用途前端I/O系统，可用于多种监控任务。监控和数据采集（SCADA）系统将使用PVSS，这是CERN LHC实验选择的商业软件产品。我们报告的ATLAS像素DCS的不同积木的状态。
First Annealing Studies of Irradiated Silicon Sensors with Modified ATLAS Pixel Implantations
在多特蒙德设计了基于IBL像素传感器的具有修改的n $^+$注入形状的平面硅像素传感器。像素尺寸为$250\,μ$ m $\times$ $50\,μ$ m的传感器采用n $^+$ -in-n传感器技术制造。电荷收集效率应该随着由不同的n $^+$注入形状产生的电场强度最大值而提高。因此，可以在较低的偏置电压下实现较高的粒子探测效率。将修改的像素设计和IBL标准设计放置在一个传感器上以测试和比较设计。该传感器可以通过FE-I4读出芯片读出。在iWoRiD 2018上，分别在不同的设施上对质子和中子辐照的传感器进行了测量，并显示出不一致的结果。照射过程中的意外退火被认为是两个中子照射传感器的命中检测效率的观察到的差异的解释。这一假设将在这项工作中进行检查和确认，提出了第一次退火研究的传感器照射中子在卢布尔雅那。
The upgraded Pixel detector and the commissioning of the Inner Detector tracking of the ATLAS experiment for Run-2 at the Large Hadron Collider
大型强子对撞机（LHC）运行2将提供新的挑战，以跟踪和顶点重建更高的能量，更密集的射流和更高的速率。因此，ATLAS实验在HEP中构建了第一个4层像素检测器，安装了一个新的像素层，也称为可插入B层（IBL）。IBL是像素探测器的第四层，已于2014年5月安装在现有像素探测器和新的较小半径光束管之间的3.3厘米半径处。新的探测器是为应对高辐射和预期的占用而建造的，是3D传感器和CMOS 130 nm读出电子器件的首次大规模应用。此外，像素检测器还改进了新的服务区面板，以恢复在运行-1期间丢失的约3%的缺陷模块，以及新的光学读出系统，以更高的速度读出数据，同时在增加亮度的情况下运行时减少占用。作为探测器改进的补充，在LHC关闭的两年期间，对内部探测器轨道和顶点重建进行了许多改进。其中包括开发新技术以提高喷气机密集核心的性能，优化预期条件，以及软件活动，该活动导致处理每个记录事件所需的CPU时间减少三倍。
Measurements of Spatial Resolution of ATLAS Pixel Detectors
在光束中测试了为ATLAS实验开发的标准和辐照硅像素探测器。数字和模拟的分辨率进行了确定比较的位置测量的微带望远镜和像素检测器。数字分辨率为10 μ m，模拟分辨率为6 μ m（照射前）和10 μ m（照射后），而不减去由望远镜确定的位置上的误差。
Novel Silicon n-in-p Pixel Sensors for the future ATLAS Upgrades
鉴于LHC升级到HL-LHC的阶段，ATLAS实验计划用全硅系统升级内部探测器。n-in-p硅技术是像素升级的一个有前途的候选者，这要归功于它的辐射硬度和成本效益，这允许扩大像素探测器的面积。我们提出了新的n-in-p平面像素传感器的特性和性能，由CiS（德国）通过凸点键合连接到ATLAS读出芯片FE-I3。这些结果是在10^16 1-MeV n_eq/cm ^2能量密度辐照前后获得的，证明了这种传感器在HL-LHC像素系统所预见的恶劣辐射环境中的可操作性。我们还概述了新的像素生产，这是正在进行的CiS的传感器兼容新的ATLAS读出芯片FE-I4。
The ATLAS beam pick-up based timing system
ATLAS BPTX站由静电按钮拾取探测器组成，位于ATLAS两侧沿束管175 m处。该拾波器作为LHC束流仪器的一部分安装，并由ATLAS用于计时目的。BPTX信号在ATLAS中的用途是双重的：它们既用于触发系统，也用于LHC束流监测。当束流通过ATLAS时，BPTX信号通过一个常数分数的触发器进行鉴别，以提供一个1级触发。此外，BPTX探测器被用于LHC聚束和定时信号的独立监测系统。BPTX监控系统以优于100 ps的精度测量碰撞和时钟之间的相位，以保证子检测器前端电子设备中最佳信号采样的稳定相位关系。除了监测这一阶段外，还测量各个聚束的特性，并确定光束的结构。2008年9月10日，第一束LHC光束到达ATLAS实验。在这段时间的光束，ATLAS BPTX系统被广泛用于时间的子探测器的读出。在本文中，我们介绍了BPTX系统的性能及其对第一批大型强子对撞机光束的测量。
Development of Edgeless n-on-p Planar Pixel Sensors for future ATLAS Upgrades
据报道，FBK（意大利特伦托）正在开发n-on-p“无边缘”平面像素传感器，旨在升级大型强子对撞机（HL-LHC）高亮度阶段的ATLAS内部探测器。该器件的一个特征是通过采用基于深蚀刻沟槽的“有源边缘”技术来减少边缘处的死区，适当掺杂以与衬底形成欧姆接触。该项目提出，随着积极的边缘过程中，传感器设计，这第一个n-on-p生产和选择的模拟结果，包括预期的电荷收集效率辐射通量后的$1 \times 10^{15} {\rm n_{eq}}/{\rm cm}^2$相比，预计在HL-大型强子对撞机（约十年的运行，与3000 FB $^{-1}$的积分亮度）的外部像素层。我们表明，照射后，在500 V的偏置电压，超过50%的信号应收集在边缘区域，这证实了有效的边缘方法的有效性。
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