Serial powering and signal integrity characterization for the TEPX detector for the Phase-2 CMS Inner Tracker
整个CMS硅像素探测器将被替换，以在高亮度LHC上运行。在本文中，将介绍新的Tracker Endcap Pixel探测器，重点介绍一种新的概念，通过圆盘形PCB为模块提供电源和数据连接。由于这部分探测器还具有CMS Phase-2内部跟踪器中最长的串行供电链，因此重点放在串行供电结果和信号完整性的表征上。
2021-11-12 physics.ins-det
The Construction of the CMS Silicon Strip Tracker
CMS硅带跟踪器是一个非常大规模的跟踪器完全基于硅带探测器技术。模块、电子、机械和服务的集成已在过去18个月内完成;第一个大型独立子结构（取决于跟踪器子探测器的外壳、圆盘、棒、瓣）已被集成和验证;然后它们已被合并到最终配置中。CMS硅跟踪器的设计和建设审查，特别强调部署的程序和质量检查，成功地组装成这些大型子结构的几个硅条模块和所有辅助组件。给出了结果的概述和从跟踪器集成中吸取的教训，以及故障和损坏率。
2008-01-16 physics.ins-det
Alignment of the CMS Silicon Strip Tracker during stand-alone Commissioning
CMS跟踪器对准分析的结果，使用的数据从宇宙轨道，光学调查信息，和激光对准系统在跟踪器集成设施在欧洲核子研究中心。在2007年春季和夏季的几个月的运作中，大约有500万个宇宙轨道事件被部分活跃的CMS跟踪器收集。这使我们能够使用三种不同的统计方法进行有源硅模块与宇宙轨道的首次对准;验证测量和激光对准系统的性能;并测试Tracker结构在+15 C至-15 C的各种应力和温度下的稳定性。与模拟的比较表明，在跟踪器的桶部分实现的对准精度导致残留分布类似于在桶的外（内）部分中具有50（80）微米的随机失准所获得的那些。
2009-04-07 physics.ins-det
The CMS Outer Tracker for the High-Luminosity LHC
高亮度大型强子对撞机时代的到来，对探测器的设计和运行提出了前所未有的挑战。升级后的机器计划光度为5 - 7.5 x 10 $^{34}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$，到2039年底达到3000 - 4000 fb $^{-1}$的综合光度。CMS Tracker探测器必须更换，以充分利用所提供的光度并应对苛刻的操作条件。新的探测器将为第一级触发器提供稳健的跟踪和输入。本报告的重点是更换CMS外部跟踪系统，描述新的布局和技术选择，以及研究和开发活动的一些亮点。
2022-10-14 physics.ins-det
CMS Inner Tracker Detector Modules
用于CMS内部跟踪器的硅探测器模块的生产目前已达到1300个，总需求量约为3700个，总产量接近96%。给出了模块设计、组装程序和合格测试的描述。质量保证的结果和获得的经验进行了讨论。
2004-11-06 physics.ins-det
The CMS Silicon Strip Tracker - Overview and Status
CMS实验的硅带跟踪器的有效硅面积超过200平方米，是目前正在为欧洲核子研究中心未来的大型强子对撞机建造的实验之一，将是迄今为止世界上最大的硅跟踪器。高效的大规模生产和严格的质量控制对于及时完成探测器至关重要，该探测器由15000多个硅条模块组成，具有最佳质量。在各种测试束实验中证明了子结构的优异性能之后，现在已经开始将有源探测器元件集成到机械支撑结构中以及对这些集成结构进行布线和测试。本文介绍了CMS型硅带跟踪器。概述了生产、质量控制和集成程序，并审查了检测器状态。总结了探测器在最近一次试验束实验中的性能。
2006-10-28 physics.ins-det
Stand-alone Cosmic Muon Reconstruction Before Installation of the CMS Silicon Strip Tracker
2006年11月至2007年7月期间，CMS硅条跟踪器的子系统在跟踪器集成设施（TIF）集成并投入使用。作为试运行的一部分，在没有磁场的各种运行条件下记录了大量宇宙射线数据样本。由闪烁计数器探测到的宇宙射线被用来触发最后硅条探测器的15%的读出，记录了超过470万个事件。本文描述了宇宙轨道重建，并提出了从专门的分析轨道和命中重建的性能的结果。
2009-02-12 physics.ins-det
Maximizing the Bandwidth Efficiency of the CMS Tracker Analog Optical Links
探讨了利用先进的数字调制技术在当前CMS跟踪器模拟光链路上实现更快数据传输的可行性。正交幅度调制-正交频分复用（QAM-OFDM）的频谱效率使其成为读出链路的未来实现的有吸引力的选择。分析方法估计的数据速率，可以实现使用OFDM在当前的光链路的描述和第一个理论结果。
2005-11-02 physics.ins-det
The CMS Outer Tracker for the High Luminosity LHC upgrade
欧洲核子研究中心的高亮度大型强子对撞机（HL-LHC）预计将以14\，TeV的质心能量碰撞质子，并达到前所未有的峰值瞬时亮度5\，$-$\，7.5\，x\，$10^{34}$ \，cm $^{-2}$ s $^{-1}$，平均堆积事件数为140\，$-$\，200。这将允许ATLAS和CMS实验在项目寿命期间收集高达3000\，$-$\，4000\，fb $^{-1}$的积分亮度。为了应对这种极端情况，CMS探测器将在启动HL-LHC之前进行大幅升级，计划称为CMS第2阶段升级。CMS Tracker探测器必须更换，以充分利用所提供的光度并应对苛刻的操作条件。新的探测器将为第一级触发器提供稳健的跟踪和输入。本文重点介绍CMS外部跟踪系统的更换，描述新的布局和技术选择，以及模块组装和质量保证方面的一些亮点。
2020-01-06 physics.ins-det
Commissioning and Performance of the CMS Pixel Tracker with Cosmic Ray Muons
紧凑型μ子螺线管实验的像素探测器由三个桶层和每个端盖的两个磁盘组成。该探测器于2008年夏季安装，进行了电荷注入调试，并在宇宙射线数据采集期间在3.8 T磁场中运行。本文报告的第一次运行经验，并提出了结果的像素跟踪器的性能，这被发现是符合本检测器的设计规格。在高动量μ子样品中测量的横向碰撞参量分辨率为18微米。
2010-02-02 physics.ins-det
The CMS Si-strip Tracker
LHC的紧凑型μ子螺线管（CMS）实验具有有史以来最大的硅条跟踪器（SST）。该设备浸没在4T磁场中，并与Pixel系统结合，它允许测量带电粒子的动量，并在恶劣的辐射环境下标记重口味的最终状态。SST布局和设计选择的操作条件和物理要求的影响进行了讨论，并审查了预期的性能。SST合作现在面临着约15000个模块的生产及其组装成SST子结构。一种状态被赋予。
2004-02-03 physics.ins-det
Tracker alignment in CMS$:$interplay with pixel local reconstruction
CMS硅跟踪系统测量带电粒子的轨迹，像素检测器的命中分辨率为微米量级，条带检测器的命中分辨率为数十微米。跟踪重建的最重要的输入之一是跟踪器几何形状已知的精度。因此，必须精确地确定每个跟踪器传感器的位置、方向和曲率。操作条件的变化会导致不同子结构以及传感器的移动。为了保持目标精度，需要频繁的校正，并且确定这些校正的过程通常被称为跟踪器对准。由于在数据采集期间积累的辐射，传感器的响应随时间而变化。这影响像素命中的局部重建，并因此影响对准过程的结果。在这方面的贡献，在CMS的对齐过程中，以及专门的校准像素局部重建。由于老化的传感器上的对齐过程中的局部重建的变化的效果进行了讨论。
2023-03-29 physics.ins-det
Snowmass White Paper CMS Upgrade: Forward Lepton-Photon System
本白皮书概述了一个升级的前向区域的建议，以扩展CMS轻子（e，mu）和光子物理达到2.2<eta<5，用于LHC和SLHC，这也为现有或新的前向强子量热法提供了更好的性能，用于喷射能量和（eta，phi）测量，特别是在高流明的堆积/重叠下，随着LHC亮度，能量和辐射损伤的增加。
2013-08-12 physics.ins-det
Techniques for mass production of large-sized GEM foil by the Korean CMS group for CMS phase-2 upgrade
韩国CMS小组为CMS二期升级开发了大规模生产大尺寸GEM箔的技术，采用双掩模和低毒性湿法蚀刻，并优化了焊接工艺以提高生产效率。
2023-09-28 physics.ins-det
Quality Inspection Aspects of Hybrid Prototypes for the CMS Outer Tracker Upgrade at HL-LHC
在高亮度大型强子对撞机（HL-LHC）上，CMS实验将需要以每25 ns的光束交叉时间高达200次相互作用和高达4000 fb-1的积分亮度运行。为了实现物理目标，实验需要提高跟踪分辨率和选择性触发特定物理事件的能力。CMS跟踪器升级需要设计一个新的探测器来应对HL-LHC条件。新的外部跟踪器基于两种类型的硅模块（条带和像素条带）。每种模块类型都有几种类型的高密度互连混合电路，其中包含前端和辅助电子设备。本文介绍了模块和混合动力的技术选择，并介绍了第一个混合动力原型的质量检查方面。
2021-12-28 physics.ins-det
Development of a Depleted Monolithic CMOS Sensor in a 150 nm CMOS Technology for the ATLAS Inner Tracker Upgrade
最近的研发重点是在耗尽区收集电荷的CMOS传感器，为CMOS传感器作为快速和辐射硬像素器件开辟了新的前景。这些传感器被标记为耗尽CMOS传感器（DMAPS），已经显示出有希望的性能，作为ATLAS内部跟踪器（ITk）升级的可行候选者，可能取代当前的无源传感器。开发DMAPS潜力的另一个步骤是研究在ATLAS ITk升级的外层配备全单片CMOS传感器的适用性。本文介绍了一个耗尽单片CMOS像素传感器的LFoundry 150 nm CMOS工艺设计的发展，重点是设计细节和模拟结果。
2016-11-03 physics.ins-det
RPC Gap Production and Performance for CMS RE4 Upgrade
CMS实验建造了第四个电阻板室（RPC）触发站，由144个RPC组成，以提高两端盖区域的高动量μ子触发效率。所有新的CMS端盖RPC间隙都是根据韩国检测器实验室（KODEL）的QA和QC生产的。所有合格的差距已交付给三个组装地点：欧洲核子研究中心在瑞士，BARC在印度和根特大学在比利时的RPC探测器组件。在本文中，我们提出了详细的程序中使用的生产RPC的差距通过CMS升级。
2014-08-16 physics.ins-det
The Upgrade of the CMS Tracker at HL-LHC
在大型强子对撞机（HL-LHC）的高光度方案中，这将使瞬时光度高达7.5\，$\times$ \，$10^{34}$ \，cm $^{-2}$ s $^{-1}$，ATLAS和CMS将需要以每25\，ns光束交叉高达200次相互作用的方式运行，并达到高达4000\，fb $^{-1}$的积分亮度。为了实现他们的物理目标，实验将需要提高跟踪和顶点能力，以及在合理的阈值下选择性地触发特定物理事件的能力。CMS跟踪器的升级需要设计新的内部和外部跟踪探测器，以应对增加的亮度，并实现第一触发级功能。本文介绍了新的布局和技术选择，以及研究和开发活动的一些亮点。
2021-02-11 physics.ins-det
An FPGA-based readout chip emulator for the CMS ETL detector upgrade
我们提出了一个基于FPGA的读出芯片仿真器板的CMS端盖定时层（ETL）检测器升级。仿真器板使用Intel Cyclone 10 GX FPGA来仿真四个端盖层读出芯片（ETROCs）的数字功能。基于实际的ETROC设计，实现并验证了固件。仿真器板用于ETROC数字设计验证和系统开发。
2023-02-03 physics.ins-det
Track Reconstruction and Alignment with the CMS Silicon Tracker
这份报告介绍了最近的结果轨道重建和对齐与硅跟踪器的CMS实验在LHC，获得了一个完整的检测器模拟。在概述了跟踪器的布局及其材料预算之后，讨论了用于跟踪重建的基线算法。示出了轨道重建的性能及其对未对准的依赖性。CMS跟踪器的对准的概念，使用激光对准系统以及三种不同的基于跟踪的对准算法，提出。
2006-10-01 physics.acc-ph physics.ins-det
Feasibility of Using Bandwidth Efficient Modulation to Upgrade the CMS Tracker Readout Optical Links
欧洲核子研究中心目前正在考虑在运行大约10年后升级LHC的计划。在所谓的超级大型强子对撞机（SLHC）中，预计实验的亮度将增加10倍。这无疑将导致探测器的数据量显著增加，需要更快的数据读出。欧洲核子研究中心广泛探讨了使用带宽高效数字调制方案升级CMS跟踪器模拟读出光链路以部署在SLHC中的可能性。先前的理论和实验研究确定使用基于正交幅度调制（QAM）的系统可实现的数据速率为~3-4Gbit/s（假设不使用纠错并且错误率为~10-9）。在这份说明中，我们试图量化的硬件实现的复杂性，高能物理（HEP）环境的适用性，技术可行性和R&D所需的努力方面的这种升级的可行性。
2010-10-08 physics.ins-det
Alignment of the CMS Silicon Tracker -- and how to improve detectors in the future
CMS全硅跟踪器的复杂系统具有15\,148个硅条和1440个硅像素模块，需要复杂的对准程序。为了实现最佳的轨道参数分辨率，其模块的位置和方向需要以几微米的精度来确定。像素模块的对齐对于需要精确顶点重建的分析至关重要。对齐的几何结构是基于对CMS实验调试期间记录的数百万条重建轨道的分析，这些轨道都是用宇宙射线和第一次质子-质子碰撞记录的。已经实现了模块相对于颗粒轨迹的对准的统计精度小于10微米。几个数据驱动的研究（轨道拟合自洽性，轨道残差重叠模块区域，和轨道参数分辨率）的结果进行了验证，并与从一个详细的检测器模拟获得的预测相比。
2010-10-11 physics.ins-det
Silicon Photomultipliers in the CMS Upgrade
University of Notre Dame（圣母大学）；Institute of Nuclear Research（核物理研究所）
本文讨论硅光电倍增管在CMS探测器升级中的广泛应用，包括Phase I和Phase II阶段的实施，以及针对不同子探测器面临的挑战和解决方案。
2026-06-15 physics.ins-det
Rad-hard vertical JFET switch for the HV-MUX system of the ATLAS upgrade Inner Tracker
这项工作提出了一种新的硅垂直JFET（V-JFET）器件，沟槽的3D探测器技术的基础上开发的IMB-CNM，被用作开关的ATLAS升级内部跟踪器的高压供电计划。通过2D和3D TCAD模拟来执行器件特性的优化。为了满足系统的具体要求，特别注意了导通电阻、关断电压和击穿电压。此外，一组参数值已被提取的模拟曲线，以实现SPICE模型的建议V-JFET晶体管。由于这些器件在整个实验寿命期间都将在非常高的辐射条件下工作，因此在论文的最后还介绍了辐射损伤效应和预期的器件性能退化的研究。
2015-11-02 physics.ins-det
The CMS Tracker Readout Front End Driver
前端驱动器FED是一个9 U 400 mm VME 64 x卡，设计用于读取由APV 25模拟管道专用集成电路传输的紧凑型μ子螺线管CMS硅跟踪器信号。FED通过96根光纤以3.4 GB/秒的总输入速率接收信号。信号被数字化并通过应用用于消隐和共模噪声减法的算法进行处理。使用搜索命中聚类的算法来进一步降低输入率。只有集群数据以及事件的触发信息才能使用S-LINK 64协议以400 MB/秒的最大速率传输到CMS数据采集系统。FED上的所有数据处理算法都在大型板载现场可编程门阵列中执行。FED的设计，性能，测试和质量控制的结果，并进行了讨论。
2005-10-25 physics.ins-det
Heterogeneous reconstruction of tracks and primary vertices with the CMS pixel tracker
大型强子对撞机的高亮度升级将使加速器达到$7\times 10^{34} cm^{-2}s^{-1}$的瞬时亮度，平均堆积$200$质子-质子碰撞。这些条件将对实验开发的在线和离线重建软件提出前所未有的挑战。计算复杂性将远远超过传统CPU处理能力的预期增长，需要一种替代方法。工业和高性能计算（HPC）中心正在成功地使用异构计算平台，通过将每个作业与最合适的架构相匹配，实现更高的吞吐量和更高的能源效率。在本文中，我们将描述的异构实现的像素轨迹和顶点重建链的图形处理单元（GPU）的结果。该框架已被设计和开发的CMS重建软件，CMSSW集成。通过利用GPU实现的加速允许执行更复杂的算法，获得更好的物理输出和更高的吞吐量。
2020-08-31 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
CMS Tracker Alignment Activities during LHC Long Shutdown 2
描述了在运行3数据采集期之前的2021-2022年LHC调试期间CMS跟踪器对准的策略和性能。像素重新安装后的第一个跟踪器对齐的结果，与宇宙射线μ子记录与螺线管磁铁关闭。此外，还介绍了调试期间第一次与碰撞数据事件（在900 GeV的质心能量下收集）对齐的性能。最后，在LHC运行3的最后倒计时期间的跟踪器对准工作进行了讨论。
2023-01-30 hep-ex physics.ins-det
The construction and commissioning of the CMS Silicon Strip Tracker
随着大型强子对撞机启动日期的临近，探测器已经准备好进行数据采集。在这里，将对施工阶段进行审查，并深入了解在此过程中遇到的各种困难。还将概述调试策略和迄今取得的成果。CMS跟踪器是有史以来最大的硅微带探测器。它由三个主要子系统组成，即内桶和外桶，外桶和端盖，长5.4米，直径2.4米。探测器总面积达到前所未有的200平方米，拥有超过15000个探测器模块。各种集成程序和实施的质量检查进行了简要审查。最后一个概述是在欧洲核子研究中心进行的检查程序，最后的地下安装的探测器。
2008-10-06 physics.ins-det
The CMS Tracker Upgrade for the High-Luminosity LHC
LHC机器正在计划一个升级计划，该计划将在2028年顺利地将瞬时光度提高到约$5-7.5\times10^{34}~\mathrm{cm}^{-2}\mathrm{s}^{-1}$，到2039年底可能达到3000-4500 fb $^{-1}$的积分亮度。这种高亮度LHC方案，HL-LHC，将需要LHC探测器的准备计划，称为第二阶段升级。目前的CMS外部跟踪器已经超出了设计规格，最近安装的CMS第一阶段像素探测器将无法在HL-LHC辐射条件下生存。因此，CMS将需要全新的设备，以充分利用高要求的操作条件和交付的光度。新的外部跟踪器也应该有触发功能。为了实现这些目标，研发活动研究了外部跟踪器和像素内部跟踪器的不同选择。所制定的解决办法将允许在1级触发机制中纳入跟踪信息。跟踪器升级的设计选择进行了讨论，以及一些突出的技术选择和研发活动。
2019-11-06 hep-ex physics.ins-det
The upgrade of the CMS muon system for the High Luminosity LHC
本文介绍了为适配2029年启动的HL-LHC Phase-2运行，CMS缪子系统通过升级电子学、新增RPC与GEM探测站提升性能与覆盖范围的计划，及当前性能验证与量产进展。
2023-12-16 physics.ins-det
A GEM Detector System for an Upgrade of the High-eta Muon Endcap Stations GE1/1 + ME1/1 in CMS
基于CMS升级研发建议RD10.02，我们描述了CMS的LS 2 GEM项目的动机和主要特点，并建议在CMS的前向μ子系统中增加一个完整的GE 1/12探测器站，包括气体电子倍增器（GEM）室。目前现有的前向μ介子探测器的局限性时，在越来越高的光度预期LS 1后的操作，随后由一个GE 1/1站实现的预期性能改进的简要说明。第二部分介绍了探测器系统，然后概述了电子和相关服务，包括讨论项目的时间表和成本。介绍了在LS 1上安装前体演示器的计划。本提案旨在作为详细文件CMS-IN-2012-023的简明后续文件。如果获得批准，随后应提交详细的技术设计报告。
2012-11-30 physics.ins-det
BDAQ53, a versatile pixel detector readout and test system for the ATLAS and CMS HL-LHC upgrades
BDAQ53是RD53系列混合像素探测器读出芯片的读出系统和验证框架。这些芯片是为ATLAS和CMS实验的内部跟踪探测器升级而设计的。BDAQ 53用于需要多功能性和快速定制的应用中，例如实验室测试环境，测试光束活动和质量控制测量的永久设置。它由定制和商业硬件、基于Python的软件框架和FPGA固件组成。BDAQ 53是作为开源软件开发的，软件和固件都托管在公共存储库中。
2020-10-05 physics.ins-det
The CMS inner Tracker Endcap PiXel upgrade
欧洲核子研究中心的高亮度大型强子对撞机（HL-LHC）预计将以14 TeV的质心能量碰撞质子，并达到前所未有的峰值瞬时亮度$7.5 \times 10^{34} \text{cm}^{-2} \text{s}^{-1}$，平均堆积顶点数为200。这将使ATLAS和CMS实验能够在项目的生命周期内收集积分亮度高达$4000\,\mathrm{fb}^{-1}$的数据样本。为了适应这些苛刻的条件，CMS探测器将在启动HL-LHC之前进行大幅升级，这一计划被称为CMS第二阶段升级。整个CMS硅像素探测器（IT）将被替换，新的探测器将具有更高的辐射硬度，更高的粒度和处理更高数据速率和更长触发延迟的能力。升级后的IT将由桶部件TBPX以及小型和大型前向盘TFPX和TEPX组成。TEPX检测器的每端有四个大圆盘，可将覆盖范围扩展到$\lvert η\rvert \approx 4.0$。在TEPX中，模块排列在五个同心环中。在这方面的贡献，新的TEPX探测器将提出，特别关注的力学设计和热性能，使用有限元方法。的冷却管和磁盘的支持结构连接的模块与CO $_2$冷却剂的材料选择的影响，以及。
2023-01-25 physics.ins-det
Performance of the CMS Tracker Optical Links and Future Upgrade Using Bandwidth Efficient Digital Modulation
（节略版）在LHC的CMS实验将于2007年开始运作。CMS Tracker子探测器包括约1000万个探测器通道，通过约40000个模拟光学链路读取。光电元件的设计满足了HEP实验在抗辐射性、低质量和低功率方面的严格要求。在测试系统中对组件和完整的光链路进行了广泛的测试。详细介绍了它们在增益、噪声、线性度、带宽和抗辐射性方面的功能和性能。特别强调的是放在增益上，它直接影响检测器数据的动态范围。已经可以准确地预测将在整个系统中观察到的增益变化。根据生产测试数据进行的模拟显示，在跟踪器工作温度为-10 ° C时，平均增益比设计目标高约38%。已采取纠正措施，通过将光接收器的负载电阻值从100Ω降低到62Ω，降低增益并恢复丢失的动态范围。所有链路的增益将在0.64和0.96V/V之间。CMS的未来迭代将在升级后的LHC中运行，需要更快的数据读出。为了保持对当前读出系统的大量投资，考虑了涉及重复使用现有光电元件的升级路径。研究了正交幅度调制（QAM）在高功率放大器读出系统中的适用性。提出了计算数据速率的方法，以及在跟踪器光链路上传输QAM信号的实验室测试。结果表明，如果能够实现这样的设计，3-4Gbit/s将是可能的（超过10倍的等效数据速率的当前模拟链路，320 Mbit/s）。
2010-04-30 physics.ins-det
Electronics integration for the GE2/1 and ME0 GEM detector systems for the CMS Phase-2 Muon System Upgrade
大型强子对撞机目前正在进行高亮度升级，这将使瞬时亮度增加约五倍。因此，紧凑型μ子螺线管实验正在升级其μ子光谱仪，以应对前向区μ子通量的增加。最近进入批量生产阶段的GE 2/1三重气体电子倍增器探测器和处于后期原型制作阶段的ME 0三重GEM探测器系统正在进行电子集成。这些会议记录简要讨论了GE 2/1和ME 0探测器系统的前端电子设备，电子集成测试过程，以及CMS GEM协作组对这两个探测器系统的前端电子设备的未来计划。
2021-10-30 physics.ins-det
The CMS Silicon Strip Tracker: System Tests and Test Beam Results
LHC CMS实验的硅带跟踪器总面积为210平方米，约有15000个单硅模块，将是有史以来建造的最大的硅带探测器。虽然单个机械和电子部件的性能已经过广泛测试，但在大规模生产之前，还必须研究它们在更大的集成子结构中的相互作用，以确保整个系统的预期性能。这是系统测试的主要目的，在此期间，硬件组件尽可能最终集成到跟踪器子系统的子结构中。目前正在对跟踪器的所有子系统进行系统测试。此外，硅模块和电子元件已经在粒子束环境中进行了操作和研究。在这份报告中，CMS硅跟踪系统的测试和测试束实验在欧洲核子研究中心的结果。
2003-12-22 hep-ph physics.ins-det
Data Quality Monitoring of the CMS Silicon Strip Tracker Detector
物理和数据质量监控（DQM）框架旨在为CMS实验中与数据采集相关的各种应用程序提供均匀的监控环境。在这篇文章中，DQM系统的硅条跟踪器将被介绍。将提到评估探测器状态的元素集，以及识别问题并将其跟踪到特定跟踪器元素的方法。将简要介绍监测工具、用户界面和自动化软件。该系统在2008年秋季CMS的广泛宇宙数据采集期间使用，在那里它被证明具有灵活和强大的实施能力，对于提高对探测器的理解至关重要。CMS协作认为，这个工具现在已经成熟，可以面对即将到来的数据采集时代。
2009-07-21 hep-ex physics.ins-det
Validation of Kalman Filter alignment algorithm with cosmic-ray data using a CMS silicon strip tracker endcap
一个卡尔曼滤波器对准算法已被应用到宇宙射线数据。我们讨论的对齐算法和实验无关的实施，包括离群拒绝和治疗弱确定的参数。使用这种实现方式，该算法已被应用到一个CMS硅跟踪器端盖记录的数据。结果进行了比较，摄影测量测量和从一个专用的硬件对准系统获得的数据，并观察到良好的协议。
2010-03-29 hep-ex physics.ins-det
Characterization of a depleted monolithic pixel sensors in 150 nm CMOS technology for the ATLAS Inner Tracker upgrade
介绍了一种采用LFoundry 150 nm CMOS工艺制造的耗尽型单片有源像素传感器（DMAPS）原型。DMAPS利用现代CMOS技术的高电压和/或高电阻率内含物来实现感测体积中的实质耗尽。所描述的设备名为LF-Monopix，旨在证明一个完全单片传感器的概念，该传感器能够在2025年为高亮度大型强子对撞机（HL-LHC）升级的ATLAS内部跟踪器的外层环境中运行。与目前使用的混合设计相比，这种类型的装置具有较低的生产成本和较低的材料预算。在这项工作中，芯片架构将被描述之后的不同的前置放大器和前置放大器的风味与外部注入信号和铁源（5.9keV的X射线）的特性。
2018-06-12 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
Prospects for heavy flavour measurements with the ALICE inner tracker upgrade
ALICE是CERN LHC的通用重离子探测器。它的目标是研究强相互作用物质在Pb{Pb碰撞中达到的极端密度和温度条件下的性质，目的是表征夸克-胶子等离子体（QGP）。在这种情况下，升级的ALICE内部跟踪目标的物理主题，ALICE可以带来独特的贡献，通过重型avour探针的QGP表征。我们提出了一个概述的内部跟踪器升级和预期的物理性能，重型avour测量。
2014-03-31 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Experimental Study of Different Silicon Sensor Options for the Upgrade of the CMS Outer Tracker
在计划于2027年左右开始的大型强子对撞机（HL-LHC）的高光度阶段，加速器预计将提供高达$7.5\times10^{34}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$的瞬时峰值光度。预计在未来十年内，$3000$或甚至$4000$ ~fb $^{-1}$的总积分亮度将被交付给通用探测器ATLAS和CMS，从而显著增加LHC实验的发现潜力。CMS探测器将为HL-LHC进行重大升级，全新的跟踪探测器由外部跟踪器和内部跟踪器组成。然而，新的跟踪系统将暴露在比当前跟踪器高得多的辐射下，需要新的抗辐射传感器。CMS从2009年开始发起了一项广泛的辐照和测量活动，系统地比较不同硅材料的特性和外跟踪器传感器的设计选择。在18种不同的晶圆材料、厚度和生产技术组合上设计并实现了几种测试结构和传感器。在用中子和不同能量的质子辐照之前和之后，对装置进行电气表征，其中通量对应于在$3000$ ~fb $^{-1}$之后CMS外跟踪器的不同半径处预期的通量。所执行的测试包括使用$β$源、激光和光束扫描的研究。本文比较了HL-LHC硅传感器的不同选择的性能，重点是硅块材料和厚度。
2020-03-16 hep-ex physics.ins-det
Characterization of a gigabit transceiver for the ATLAS inner tracker pixel detector readout upgrade
我们提出了一个千兆收发器原型专用集成电路（ASIC），GBCR，ATLAS内部跟踪器（ITk）像素检测器读出升级。GBCR采用65 nm CMOS技术设计，由四个上行接收器通道、一个下行发射器通道和一个内部集成电路（I2C）从机组成。上行通道通过5米34美国线规（AWG）双轴（Twinax）电缆以5.12 Gbps的速率接收数据，对其进行均衡，使用恢复的时钟对其重新计时，然后驱动光发射机。下行通道以2.56 Gbps的速率从光接收器接收数据，并与上行通道一样驱动电缆。当时钟数据恢复（CDR）模块打开时，上行信道输出的抖动被测量为35 ps（峰-峰），并且在电缆之后下行信道输出的抖动为138 ps（峰-峰）。当CDR模块开启时，每个上行通道的功耗为72 mW，下行通道的功耗为27 mW。GBCR在200 kGy的总电离剂量下存活。
2020-08-22 physics.ins-det
The CMS Phase-1 Pixel Detector Upgrade
CERN LHC的CMS探测器以硅像素探测器作为其最内层的子探测器。在2016/2017年LHC延长的年终技术停止中，原有的CMS像素探测器已被升级的像素系统（CMS Phase-1像素探测器）取代。升级后的CMS像素探测器旨在应对LHC在2013-2014年第一次长时间关闭期间升级加速器后实现的更高瞬时亮度。与原来的像素探测器相比，升级后的探测器具有更好的跟踪性能和更低的质量，每侧有四个桶层和三个端盖盘，以提供高达2.5的伪快度绝对值的命中覆盖。本文介绍了CMS Phase-1像素探测器的设计和构造，以及它在碰撞数据采集中从调试到早期运行的性能。
2020-12-22 hep-ex physics.ins-det
Alignment of the CMS Silicon Tracker during Commissioning with Cosmic Rays
CMS硅跟踪器由1440个硅像素和15148个硅条探测器模块组成，已使用超过300万个宇宙射线带电粒子进行了校准，并获得了光学测量的额外信息。在最敏感的坐标系中，相对于宇宙射线轨迹确定模块的位置，在筒中的精度为3-4微米RMS，在端盖中的精度为3-14微米RMS。结果已被验证的几种方法，包括激光对准系统，并从模拟获得的预测进行比较。相关的系统效应进行了研究。利用该对准方法获得的轨道参数分辨率接近设计性能。
2009-11-22 physics.acc-ph physics.ins-det
Serenity-S1, a CMS Tracker Readout and Data Processing Card for HL-LHC
Imperial College London（帝国理工学院）；Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）；STFC Rutherford Appleton Laboratory（STFC卢瑟福阿普尔顿实验室）；University of Bristol（布里斯托大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）
本文介绍了用于HL-LHC的Serenity-S1读出处理卡的软硬件架构，该卡适配CMS径迹探测器需求，已部署于相关集成与研发活动
2026-08-21 physics.ins-det
Operation and performance of the CMS tracker
CMS硅跟踪器由两个利用半导体技术的跟踪设备组成：内部像素和外部条带探测器。它们在LHC中粒子碰撞所呈现的高占用率和高辐射环境中运行。跟踪器探测器占据CMS中心周围的区域，LHC光束在此碰撞，半径在4 cm至110 cm之间，沿光束轴可达280 cm。像素探测器由6600万像素组成，覆盖约1平方米的总面积。它被带跟踪器包围，具有1000万个读出通道，覆盖总面积约200 m2。会议记录描述了在LHC运行的前三年收集的运行经验。结果包括在数据采集过程中遇到的操作挑战，这些挑战影响探测器的有效分数和读出效率。详细给出了在高占用率的跟踪器的性能，如信噪比和命中重建效率的本地可观。辐射效应的研究相对于传感器偏置的演变，在内部像素的读出阈值，和漏电流。
2014-02-04 hep-ex physics.ins-det
Mechanical stability of the CMS strip tracker measured with a laser alignment system
CMS跟踪器由206平方米的硅条传感器组成，安装在碳纤维复合材料结构上，设计用于在-25至+25摄氏度的温度范围内运行。跟踪器组件在物理操作过程中的机械稳定性进行了监测，使用专用的激光对准系统，以及粒子轨迹从宇宙射线和强子-强子碰撞的几个微米的分辨率。在2011-2013年LHC运行期间，在稳定的温度下，跟踪器的组件被观察到经历小于30微米的相对运动。此外，发现温度变化引起跟踪器结构的约2微米/摄氏度的位移，当温度恢复到其原始值时，跟踪器结构很大程度上恢复到其初始位置。
2017-05-12 hep-ex physics.ins-det
Layout and Assembly Technique of the GEM Chambers for the Upgrade of the CMS First Muon Endcap Station
CMS最近选择了Triple-GEM探测器技术作为其前向μ子探测器系统升级的一部分，因为GEM探测器在大型强子对撞机（HL-LHC）未来高亮度阶段预期的高辐射环境中提供稳定的操作。在第一步中，GEM腔室（探测器）将安装在$1.6<\left|η\right|<2.2$伪快度区最里面的μ子端盖站，主要是为了控制第二次LHC长周期运行后的1级μ子触发率。这些新的腔室将为$η$ -区域中的μ子系统增加冗余，在该区域中，背景速率高，并且由于CMS磁场而导致的μ子轨迹的弯曲小。已经开发了一种用于这种腔室的新型构造技术，其中箔安装到单个堆叠上，然后均匀地机械拉伸，避免在活性气体体积内使用间隔物和胶水。我们描述了这种GEM腔室的布局，拉伸机制和整体组装技术。
2018-12-11 physics.ins-det
Characterization and quality control test of a gigabit cable receiver ASIC (GBCR2) for the ATLAS Inner Tracker Detector upgrade
我们提出了一个千兆电缆接收器ASIC原型，GBCR 2，ATLAS内部跟踪器像素检测器升级的表征和质量控制测试。GBCR 2通过6 m Twinax AWG 34电缆对从RD 53 B到lpGBT的上行链路电信号进行均衡和重新定时。GBCR 2还通过从lpGBT到RD 53 B的相同电连接预加重下行链路命令信号。GBCR 2有七个上行链路信道，每个信道的速率为1.28 Gbps，两个下行链路信道，每个信道的速率为160 Mbps。原型是在65 nm CMOS工艺制造。GBCR 2的特性已经被证明，输出信号的总抖动在非重定时模式下为129.1 ps（峰-峰），在重定时模式下为79.3 ps（峰-峰），并且满足lpGBT的要求。所有上行链路信道的总功耗在非重定时模式下为87.0 mW，在重定时模式下为101.4 mW，低于174 mW的规范。两个下行链路信道的功耗小于53 mW。提出了一种质量控制测试程序，并对169个原型芯片进行了测试。产率约为97.0%。
2021-08-06 physics.ins-det
A new CMS pixel detector for the LHC luminosity upgrade
CMS内部像素探测器系统计划在LHC光度升级的第一阶段被替换。该计划设想了一个超低质量系统，两端各有四个桶层和三个圆盘。随着粒子速率的预期增加，电子读出链将改变为快速数字信号。升级CMS像素检测器的设想的设计方案的概述，以及估计的跟踪和顶点的性能。
2011-04-07 hep-ex physics.ins-det
A gigabit transceiver for the ATLAS inner tracker pixel detector readout upgrade
本文介绍了一个千兆收发器专用集成电路（ASIC）称为GBCR的ATLAS内部跟踪器（ITk）像素检测器读出升级的设计和仿真结果。GBCR具有四个上行接收器通道和一个下行发射器通道。每个上行信道以5.12 Gbps运行，而下行信道以2.56 Gbps运行。在每个上行通道中，GBCR均衡通过5米34美国线规（AWG）双轴电缆接收的信号，用恢复的时钟对数据重新定时，并驱动光发射机。在下行通道中，GBCR从光接收器接收数据，并驱动与上行通道相同类型的电缆。上行信道的输出抖动是26.5ps，并且在电缆之后的下行信道的抖动是33.5ps。每个上行通道消耗78 mW，每个下行通道消耗27 mW。上行测试信道的仿真结果表明，除了基线信道的线性均衡之外，还可以通过使用前馈均衡器（FFE）+判决反馈均衡（DFE）来以最小的功耗增加来实现显著的抖动减小。GBCR采用65 nm CMOS工艺设计。
2020-09-14 physics.ins-det
Current status of the CMS Inner Tracker upgrade for HL-LHC
本文介绍了为应对HL-LHC高亮度环境，CMS实验Phase II升级中内追踪器的替换方案、设计技术选型，以及原型验证和大规模生产筹备的最新进展。
2025-05-08 hep-ex physics.ins-det
