An FPGA Based energy correction method for one-to-one coupled PET detector: model and evaluation
基于硅光电倍增器（SiPMs）的PET扫描器已经被广泛用作先进的核医学成像技术，其产生局部体内生物学和生物化学的定量图像。SiPM的紧凑尺寸允许闪烁晶体和光电传感器之间的直接一对一耦合，从而产生比必须在光电倍增管（PMT）PET系统中使用的光共享方法更好的定时和能量分辨率。为了减小读出电子设备的体积，具有位置解码器的前端多路复用器是没有高度集成的专用集成电路（ASIC）的一对一系统的常见选择。然而，在这种情况下，我们不能测量每个晶体的沉积能量激发的湮灭光子，所以晶间散射（ICS）事件将导致晶体错位，然后恶化探测器的固有分辨率。此外，考虑到SiPM的增益色散和非线性输出导致的能量窗口内的事件拒绝，需要能量校正机制。然而，缺乏每个晶体的能量信息将引入大的能量校正误差的ICS事件。针对这一问题，本文提出了一种在Kintext-7现场可编程门阵列（FPGA）器件上实现的在线能量校正机制。实验室中的实验使用8 X 8分段LYSO晶体与8 X 8 SiPM（J系列，来自ON Semiconductor）阵列耦合进行，该阵列在22 Na点源激发下。测试结果表明，非ICS和ICS事件的能量都可以精确校正，能量分辨率优于12%。我们还将此方法应用于实际的临床PET扫描仪下的68 Ge线源，以验证其多通道的可靠性。
2022-01-06 physics.ins-det
Monte Carlo characterization of PETALO, a full-body liquid xenon-based PET detector
正电子发射断层成像中的新探测器方法将在降低成本、降低管理的辐射剂量和提高总体性能方面发挥重要作用。PETALO采用液体氙作为有效的闪烁介质，并采用紫外敏感的硅光电倍增器进行闪烁读出。液体氙中的闪烁时间足够快，以记录每个探测到的符合的飞行时间信息，并且产生足够的闪烁，具有足够低的波动，以获得良好的能量分辨率。本模拟研究检查了全身大小的PETALO探测器，并评估其在PET图像重建中的潜在性能。
2023-01-11 physics.ins-det physics.med-ph
Position-Sensitive Detector with Depth-of-Interaction Determination for Small Animal PET
制造了由LSO和LuAP晶体制成的晶体阵列（2 × 2 × 10 mm像素），用于评价具有相互作用深度（DOI）测定能力的探测器，该探测器预期用于小动物正电子发射断层扫描仪。研制了基于8 × 8晶体阵列和哈马松R5900-00-M64位置灵敏多阳极光电倍增管的位置灵敏LSO/LuAP Phoswich DOI探测器。时间分辨率被发现是不差于1.0 ns的FWHM的两个层，和空间分辨率的平均值为1.5 mm的FWHM的视场中心。
2002-11-28 physics.ins-det physics.med-ph
Photomultiplier Tubes in the MiniBooNE Experiment
费米国家加速器实验室的MiniBooNE实验的探测器采用1520 8英寸Hamamatsu型号R1408和R5912光电倍增管，带有定制的底座。进行测试，以确定暗率，电荷和定时分辨率，双脉冲率，和所需的工作电压为每个管，使管可以进行分类，在检测器中的最佳位置。七个光电管进行了测试，以找到它们的响应的角度依赖性。在Super-K光电管内爆事故发生后，进行了一项分析，以确定MiniBooNE发生类似事故的风险。
2010-05-19 hep-ex physics.ins-det
Development of novel plastic scintillators based on polyvinyltoluene for the hybrid J-PET/MR tomograph
研制了一种新型塑料闪烁体（J-PET闪烁体），用于数字化正电子发射断层成像（PET）。该概念的新颖性在于将2-（4-苯乙烯基苯基）苯并恶唑用作波长移位器。迄今为止，该化合物尚未用作闪烁体添加剂。波长移位器的作用是将闪烁光谱移向更长的波长，使其更适合于应用于长条几何形状的闪烁器（由于更大的衰减长度）和使用数字硅光电倍增器的光检测。本论文介绍了波长移位器的研制方法、性能表征以及新型波长移位器的合成方法。通过最大化光输出确定了新型波长移位器的最佳浓度。分析闪烁体的性能，考虑光发射光谱、光发射效率、闪烁脉冲的上升和衰减时间，并与现有技术的市售塑料闪烁体进行比较。对J-PET结晶器的结构进行了研究和讨论。
2017-10-23 physics.app-ph physics.ins-det
Investigation of the Coincidence Resolving Time performance of a PET scanner based on liquid xenon: A Monte Carlo study
在PET扫描器中重合记录的两个511 keV伽马的飞行时间的测量提供了减少随机背景的有效方式，并且因此增加了扫描器灵敏度，只要伽马的重合分辨时间（CRT）足够好。当今最好的商业PET-TOF系统（基于LYSO晶体和数字SiPM）是Philips的VEREOS，其CRT为316 ps（FWHM）。在本文中，我们提出了一个Monte Carlo研究的CRT性能的PET扫描仪利用液体氙的蒸发性能。我们发现，一个优秀的CRT的70 ps（取决于PDE的传感器），可以得到如果扫描仪仪器与硅光电倍增器（SiPMs）敏感的紫外线氙发射。或者，可以获得160 ps的CRT，用涂有合适的波长移位器的（便宜得多的）蓝敏感SiPM装备扫描仪。这些结果显示了基于液体氙的PET装置的优异的飞行时间能力。
2016-09-17 hep-ex physics.ins-det
Design and evaluation of a FPGA-ADC prototype for the PET detector based on LYSO Crystals and SiPM arrays
本研究的目的是设计和评估一个简单的自由运行的模拟-数字转换器（ADC）的现场可编程门阵列（FPGA）设备的基础上完成的能量和位置读出的硅光电倍增器（SiPM）阵列的应用程序作为PET扫描仪。这种基于进位链时间-数字转换器（TDC）的FPGA ADC在Kintex-7 FPGA上实现，仅由一个片外电阻组成，因此在提高系统集成度和降低成本方面比商用芯片具有更大的优势。本文提出了一种基于FPGA ADC的前端电子学原型，并讨论了设计原理和实现考虑。使用8 × 8（晶体尺寸：4 × 4 × 15 mm 3）和12 × 12（晶体尺寸：2.65 × 2.65 × 15 mm 3）分段LYSO晶体与在22 Na点源激发下的8 × 8 SiPM（J系列，来自ON Semiconductor）阵列耦合进行实验。初始测试结果表明，校正后的两个探测器的能量分辨率为13.2%和13.5%左右，在511 keV，和洪水直方图的轮廓显示了清晰的可视化的离散闪烁体元件。所有测量均在室温（~25度）下进行，无需额外冷却
2021-08-18 physics.ins-det
First experimental proof of PET imaging based on multi-anode MCP-PMTs with Cherenkov radiator-integrated window
Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Jinan Laboratory of Applied Nuclear Science（济南应用核科学实验室）；CAEA Centre of Excellence on Nuclear Technology Applications for Nuclear Detection and Imaging（中国原子能工业核技术应用卓越中心）；North Night Vision Science & Technology (Nanjing) Research Institute Co. Ltd（北方夜视科技（南京）研究院有限公司）
本研究开发了基于8×8阳极切伦科夫辐射体集成窗口MCP-PMT的双模块PET成像平台，实现103 ps FWHM的符合时间分辨率，首次完成模块级切伦科夫PET成像并验证了其可行性。
2025-10-14 physics.ins-det
A Novel Silicon Photomultiplier Readout Architecture for Low-light Applications
在这篇文章中，我们描述了nEDM@SNS实验的光子探测读出电子学。所选择的“光子计数”架构，利用高效率的硅光电倍增器（SiPM），并适合于低光应用，允许使用一个相对较高的SiPM工作电压。这使光子检测效率最大化并且使增益/效率电压依赖性最小化，同时消除光学串扰。
2022-06-30 nucl-ex physics.ins-det
Feasibility study of multiplexing analog signals from SiPMs for a single layer monolithic PET detector design
本研究通过GATEv8.2模拟单层单片PET探测器模块，探讨将32个SiPM模拟信号多路复用到不同数量输出时的空间分辨率，发现多路复用减少通道数仍能实现良好分辨率，可降低制造成本。
2025-02-11 physics.ins-det
Evaluating plastic scintillator performance as a substitute of LYSO in SiPM based animal PET scanners: A GEANT4 simulation analysis
Central University of Kashmir（克什米尔中央大学）；Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）
本研究通过GEANT4模拟评估塑料闪烁体替代LYSO在动物PET中的性能，发现等效长度需为LYSO的4倍，CRT约300 ps，可实现约4.5 cm的图像分辨率。
2025-10-16 physics.ins-det
Reconstruction of hit-time and hit-position of annihilation quanta in the J-PET detector using the Mahalanobis distance
J-PET探测器是由Jagiellonian大学开发的一种正电子发射断层扫描仪，由长条形聚合物反射器组成。同时，它也是一个探测器系统，将用于研究正电子素原子的衰变。光电倍增管信号的形状取决于伽马量子的命中时间和命中位置。为了利用这一事实，一个专用的采样前端电子，使采样信号在电压域的时间精度约为20 ps和新的重建方法的基础上比较检查的信号与存储在库中的模型信号已经开发。作为相似性的度量，我们使用Mahalanobis距离。可实现的位置和时间分辨率取决于对信号进行采样的阈值电平的数量和值。重建方法，以及初步的结果，并进行了讨论。
2015-08-29 nucl-ex physics.ins-det
Evaluation Of The PETsys TOFPET2 ASIC In Multi-Channel Coincidence Experiments
为了以200 ps量级的精度测量两个重合伽马光子的到达时间差，飞行时间正电子发射断层成像系统通常采用硅光电倍增器（SiPM）和高分辨率数字化电子器件、专用集成电路（ASIC）。这项工作评估的TOFPET 2 ASIC的性能，由PETsys电子公司发布。在2017年，取决于它的配置参数在多通道符合测量。由不同供应商（KETEK、SensL、Hamamatsu、Broadcom）制造的SiPM阵列与ASIC组合进行测试。闪烁体阵列具有不同的反射器设计和不同的配置的TOFPET 2 ASIC软件参数进行了评估。所使用的台式设置由PETsys Electronics S.A.提供TOFPET 2 ASIC评估套件。与现有的TOFPET 2 ASIC研究相比，获得了依赖于更大的ASIC配置参数集的多通道性能结果，到目前为止还没有报道过这种情况。ASIC显示出与两个Hamamatsu S14161-3050-HS-08 SiPM阵列（128通道读出，能量分辨率13.08%）组合的低至219.9 ps的有希望的CRT，以及与两个Broadcom AFBR-S4 N44 P643 S SiPM阵列（32通道读出，能量分辨率9.46%）组合的低至216.1 ps的有希望的CRT。暗计数抑制方案的触发延迟的长度对ASIC性能有影响。积分器增益配置已被调查，并允许提高能量分辨率。TOFPET 2 ASI…
2021-02-10 physics.ins-det physics.med-ph
A High-resolution Scintillating Fiber Tracker With Silicon Photomultiplier Array Readout
我们提出了一个跟踪检测器的原型模块组成的多层0.25毫米直径的放大纤维，读出的线性阵列的硅光电倍增器。该模块的生产过程进行了描述和测量的光纤和读出设备的关键属性显示。五个模块已经受到了12 GeV/c质子/π介子测试束在欧洲核子研究中心。空间分辨率为0.05毫米，光产量超过20个检测到的光子每最小电离粒子已实现，在跟踪效率超过98.5%。进一步提高空间分辨率的可能的技术进行了讨论。
2010-11-01 hep-ex physics.ins-det
The calibration system for the photomultiplier array of the SNO+ experiment
使用LED和光纤的光注入系统被设计用于SNOLAB的SNO+实验的光电倍增管阵列的校准和监测。用于稀有事件物理学的大体积、非分段、低背景探测器，例如多用途SNO+实验，需要一个校准系统，该系统允许精确和定期测量其光电倍增管阵列的性能参数，同时最大限度地减少放射性侵入的风险。为SNO+实施的设计使用一组光纤将来自外部LED的光脉冲注入检测器。本文介绍了这种光注入系统的设计、制造和安装，以及首次试运行情况。将蒙特卡罗模拟与调试测试结果进行了比较，确认系统满足性能要求。
2015-01-16 hep-ex physics.ins-det
The DESY Digital Silicon Photomultiplier: Device Characteristics and First Test-Beam Results
DESY设计了一款结合SPAD阵列与CMOS电路的数字硅光电倍增管，具备像素级击中位置探测与优于100ps的时间测量能力，测试束结果验证了其在4D径迹应用中约50ps的时间分辨率与30%的探测效率。
2025-01-31 physics.ins-det
Imaging simulation of a dual-panel PET geometry with ultrafast TOF detectors
本研究通过Geant4模拟探究搭载超快TOF探测器的双面板PET的成像特性，分析不同TOF分辨率与探测效率下的成像表现，验证了该结构的可行性及相比传统方案的潜在优势。
2025-07-30 physics.ins-det physics.med-ph
Initial PET Performance Evaluation of a Preclinical Insert for PET/MRI with Digital SiPM Technology
Hyperion-IID是一种正电子发射断层成像（PET）插件，允许在临床磁共振成像（MRI）扫描仪中同时操作。为了读出所采用的间距为1 mm、高度为12 mm的LYSO晶体阵列的闪烁光，使用数字硅光电倍增器（DPC 3200-22，Philips Digital Photon Counting）（DPC）。基本PET性能的能量分辨率，符合分辨率时间（CRT）和灵敏度作为操作参数的函数，如操作温度，所施加的过电压，活性和DPC的配置参数，进行了系统级评估。测得的能量分辨率没有显示出对所选参数的较大依赖性，并且对于低活性在12.4-12.9%的范围内，并且在~100 MBq的活性下降低至~13.6%。CRT强烈地依赖于DPC的所选触发方案（Trigger Scheme，缩写为TCHR）。我们测量了大约260 ps，440 ps，540 ps和1300 ps的分别为101 -4。具有70 mm长放射性管的NEMA NU 4小鼠大小散射体模的真实灵敏度取决于操作参数，在低放射性下确定为0.4-1.4%。在高达100 MBq的活度下，随机分数保持在5%以下，并且对于411-561 keV的能量窗口，散射分数被评估为约6%，对于250-625 keV的能量窗口，散射分数被评估为约16%。此外，我们进行了成像实验，使用小鼠大小的热棒幻影和大兔子大小的幻影。在重建的小鼠大小的热棒体模的2D切片中…
2016-04-15 physics.ins-det physics.med-ph
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
Charge reconstruction in large-area photomultipliers
大面积光电倍增管（PMT）可以有效地仪器液体闪烁（LS）中微子探测器，其中大的目标质量是关键，以补偿中微子的极其难以捉摸的性质。根据探测器的光输出，来自相同中微子相互作用的几个闪烁光子可能在几十/几百纳秒内击中单个PMT，导致几个光电子（PE）在PMT阳极处堆积。在这种情况下，由每个PE生成的信号与其他PE纠缠，并且精确的PMT电荷重建变得具有挑战性。该手稿描述了一种实验方法，能够解决的PMT电荷重建的情况下，大PE堆积，提供了一个无偏的电荷估计在千分之一的水平高达15检测到的PE。该方法是基于一个信号滤波技术（维纳滤波器），抑制由于PMT和读出电子的噪声，并基于傅立叶反卷积能够最大限度地减少信号失真的影响-如过冲。模拟PMT波形的分析表明，对重构电荷值和真实电荷值之间的关系建模的线性回归的斜率从$0.769 \pm 0.001$（没有去卷积）提高到$0.989 \pm 0.001$（具有去卷积），其中单一斜率意味着完美重构。电荷重构算法的C++实现可在http://www.fe.infn.it/CRA在线获得。
2018-01-26 physics.ins-det
Silicon photomultiplier-based Compton Telescope for Safety and Security (SCoTSS)
已研制出康普顿伽马成像仪，用于后果管理行动和安全调查。该成像仪使用固体无机闪烁体，以在实地调查条件下的稳健性能而闻名。该设计在整体尺寸上受到限制，要求它是个人运输和可操作的各种平台。为了在入射和散射伽马射线的路径中引入最少的死材料，使用具有薄玻璃基板的定制硅光电倍增器（SiPM）来收集来自散射层的闪烁光。为了将它们移出伽马射线的路径，硅光电倍增器的前置放大电子设备被放置在离成像器一定距离的地方。该成像器，即用于安全与保障的硅光电倍增器康普顿望远镜（SCoTSS），能够在大约一分钟内为40 m远的10 mCi点源提供± 45度视场中的一度图像分辨率，伽马射线能量范围为344 keV至1274 keV。在这里，我们提出了一个全面的性能研究的SCoTSS成像仪。
2016-01-08 astro-ph.IM physics.ins-det physics.med-ph
First ClearMind gamma detector prototype for TOF-PET imaging
本研究开发了首个 ClearMind TOF-PET 伽马探测器原型，通过在 PWO 晶体上直接沉积双碱光电阴极，实现了 350 ps 符合时间分辨率、4-5 mm 空间分辨率和 28% 探测效率，验证了其概念可行性。
2024-06-27 physics.ins-det physics.med-ph
Novel method for hit-position reconstruction using voltage signals in plastic scintillators and its application to Positron Emission Tomography
目前，无机闪烁体探测器用于所有商业飞行时间正电子发射断层扫描（TOF-PET）设备。J-PET合作研究了用塑料制造PET扫描仪的可能性，该扫描仪将允许对整个人体进行单床成像。本文介绍了一种新的方法，击中位置重建的基础上采样信号和一个例子的方法的应用程序的一个单一的模块与30厘米长的塑料带，读取两端的滨松R4998光电倍增管。介绍了用于生成具有关于四个用户定义幅度的PET事件波形的样本的向量的采样方案。实验装置提供了一个选定的位置在塑料闪烁体条与湮没γ量子的能量为511~keV的照射。在给定的位置测量矢量的多元正态（MVN）分布的统计检验，它表明，在电压域中的四个阈值采样的信号是近似正态分布的变量。利用本文提出的四阈值波形采样矢量分析方法，获得了约1cm的空间分辨率和约80 ps的时间分辨率
2014-07-31 hep-ex physics.ins-det
LUCAS: A CMOS-Based Fast Readout ASIC for Silicon Photomultipliers -- Measurement and Performance Evaluation
本文提出并评估了用于ToF-CT中SiPM读出的低功耗、超低抖动ASIC LUCAS，通过低输入阻抗电流模式前置放大器设计，在3.2 mW/通道下实现201 ps FWHM的SPTR，显著提升高分辨率ToF-CT成像的时间分辨率并降低功耗。
2025-02-04 eess.SP physics.ins-det
Test beam measurement of the first prototype of the fast silicon pixel monolithic detector for the TT-PET project
TT-PET合作正在开发一种用于小动物的PET扫描仪，具有30 ps的飞行时间分辨率和亚毫米级3D检测粒度。扫描仪的敏感元件是基于最先进的SiGe BiCMOS技术的单片硅像素检测器。TT-PET的第一个ASIC原型是在实验室中生产和测试的，电离粒子最少。根据模拟，电子器件表现出低于600 e-RMS的等效噪声电荷和小于2 ns的脉冲上升时间。具有0.8pF电容的像素被测量为具有大于99%的检测效率，并且尽管在不存在后处理的情况下，具有大约200 ps的时间分辨率。
2018-02-06 physics.ins-det
Large area LaBr3:Ce crystals read by SiPM arrays with improved timing and temperature gain drift control
由1/2”或1”：LaBr 3：Ce立方晶体制成的紧凑型X射线探测器已开发用于RIKEN-RAL的FAMU实验。其目的是精确测量质子Zemach半径与传入的μ子。在医学物理中可以找到其他应用，例如PET、国土安全和伽马射线天文学。由于LaBr 3：Ce的高光子产率，可以使用基于CAEN V1730数字化仪的简单读出方案。使用Hamamatsu S13361或S14161阵列的探测器在Cs 137（Co 57）峰处具有高达3%（8%）的良好的FWHM能量分辨率，与用光电倍增管的读出获得的最佳结果相比。进行了详细的研究，以在线校正SiPM增益随温度的漂移，并减少探测器信号的上升时间/下降时间，由于所使用的SiPM阵列的容量较大，从1/2”到1”探测器增加。
2022-11-09 physics.ins-det
Study of a possible silicon photomultiplier based readout of the large plastic scintillator neutron detector NeuLAND
目前，德国达姆施塔特反质子和离子研究设施正在建造以塑料闪烁体为基础的0.1 - 1.6 GeV中子飞行时间探测器NeuLAND（新大面积中子探测器）。在其最终配置中，NeuLAND将由3000个2.7 m $\times$ 5 cm $\times$ 5 cm大塑料闪烁体条组成，通过快速定时光电倍增管在每一端读出。在这里，从一个全面的研究数据的替代光读出计划使用硅光电倍增器（SiPM）的报告。为此，在NeuLAND棒的每一端安装与1 "光电倍增管相同几何形状的SiPM原型，包括4个6 $\times$ 6 mm $^2$ SiPM、放大器、高压电源和微控制器。使用来自超导电子直线加速器的35 MeV电子束进行了测试，用于具有高亮度和低发射度（ELBE）的束，其皮秒级时间抖动在两种不同的操作模式下，即每束团一个电子的寄生模式和每束团1 - 60个电子的单用户模式。使用Acquiris快速数字化仪进行数据采集。此外，还利用宇宙射线和NeuLAND数据获取计划进行了离束测试。$σ_t\leq$ 120 ps的典型时间分辨率被发现为最小电离粒子的$\geq$ 95%的效率，改进了ELBE以前的工作，并超过了$σ_t$ <150 ps的NeuLAND定时目标。在10 - 300 MeV的范围内的沉积能量的NeuLAND酒吧，增益被发现偏离$\leq$ 10%（$\leq$ 20%）的线性度为…
2022-12-19 nucl-ex physics.ins-det
Development of a Cherenkov-Based Time-of-Flight Detector Using Silicon Photomultipliers
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Sezione di Bari（意大利国家核物理研究所巴里分部）；CERN, European Organization for Nuclear Research（欧洲核子研究组织（CERN））；Dipartimento di Fisica dell’Università e del Politecnico di Bari（巴里大学与理工大学物理系）
本文开发了基于高折射率固态切连科夫辐射体的高精度时差探测器，利用硅光电倍增管实现高时间分辨率，通过优化材料和几何结构，实验验证了优于33.2 ps的时间分辨能力和100%的电荷粒子探测效率。
2026-02-23 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Light-Based Fast Timing in Bulk CsPbBr3 Crystals for TOF-PET and Proton Range Verification
University of California at Davis (UCD)（加州大学戴维斯分校）；I3N-Physics Department, University of Aveiro（阿威罗大学I3N物理系）；Actinia, Inc（Actinia公司）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Institut de Fı́sica d’Altes Energies - Barcelona Institute of Science and Technology（高能物理研究所-巴塞罗那科学技术学院）
本研究针对半导体探测器时间分辨率差的问题，提出利用CsPbBr3晶体中的切伦科夫光提升定时性能，经模拟与实验验证获得419 ps FWHM的符合时间分辨率，证实其在快速定时及三维定位方向的应用可行性。
2025-04-29 physics.ins-det physics.med-ph
Irradiation and performance of RGB-HD Silicon Photomultipliers for calorimetric applications
对单元间距为12 $μ$ m至20 $μ$ m的硅光电倍增器进行了中等注量中子辐照试验，以研究其用于量热应用的性能。光传感器由FBK采用RGB-HD技术开发。我们进行了高达$2 \times 10^{11}$ n/cm $^2$（1 MeV当量）的辐照试验。在INFN-LNL辐照测试设施。SiPM的特点是现场（暗电流和光电子响应）在不同的能量密度照射期间和之后。辐照的SiPM安装在ENUBET紧凑型量热模块中，并在CERN东区设施中用μ子和电子进行表征。测试表明，电磁响应和最小电离粒子的灵敏度在辐照后保持不变。增益补偿可以通过在SiPM的工作范围内增加偏置电压来实现。由于暗电流的增加，在$\sim 10^{10}$ n/cm $^2$处损失了对单个光电子的灵敏度。
2019-01-24 hep-ex physics.ins-det
A novel method for the line-of-response and time-of-flight reconstruction in TOF-PET detectors based on a library of synchronized model signals
本文提出了一种新的闪烁体探测器命中时间和命中位置重建方法。该方法基于检测器信号与存储在针对闪烁点的一组明确定义的位置配准的同步模型信号库中的结果的比较。命中位置被重建为对应于来自库的与测量信号最相似的信号的命中位置。相互作用的时间被确定为所测量的信号与库中最相似的信号之间的相对时间。测量信号和模型信号的相似度被定义为在多维测量空间中表示测量信号和模型信号的点之间的距离。该方法的新颖性还在于所提出的模型信号同步的方式，使得能够直接确定从湮灭点到检测器的湮灭量子的飞行时间（TOF）之间的差异。使用通过J-PET探测器的双带原型和作为湮灭伽马量子源的$^{22}$ Na钠同位素获得的实验数据来验证所介绍的方法。探测器由尺寸为5 mm x 19 mm x 300 mm的塑料闪烁体带制成，在两侧光学连接到光电倍增管，利用所介绍的方法，建立了空间分辨率约为1.3 cm（$σ$），飞行时间分辨率约为125 ps（$σ$）的空间分辨率和飞行时间分辨率。
2015-02-10 nucl-ex physics.ins-det
Position-Sensitive Silicon Photomultiplier Array with Enhanced Position Reconstruction by means of a Deep Neural Network
Université de Genève（日内瓦大学）；Fondazione Bruno Kessler（布鲁诺·凯斯勒基金会）；Geneva University Hospital（日内瓦大学医院）；University of Groningen, University Medical Center Groningen（格罗宁根大学，格罗宁根大学医学中心）；University of Southern Denmark（南丹麦大学）；Obuda University（奥比达大学）
本文利用深度神经网络提升硅光电倍增阵列的位置重建精度，显著提高分辨率和线性度，增强光子检测性能。
2026-03-06 hep-ex physics.data-an physics.ins-det
Segmented readout for Cherenkov time-of-flight positron emission tomography detectors based on bismuth germanate
针对BGO混合材料在TOF PET中因切伦科夫光与闪烁光混合检测导致的定时展宽问题，提出通过对耦合单晶的SiPM像素进行分段读出，利用多时间戳和光子计数提供时间光子密度以有效分类事件，为医学成像等领域带来新机遇。
2024-10-16 physics.ins-det physics.med-ph
Silicon Photomultiplier Research and Development Studies for the Large Size Telescope of the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列（CTA）是下一代大气切伦科夫望远镜成像设施;两个站点将覆盖两个半球。CTA将在甚高能伽马射线天文学中达到前所未有的灵敏度、能量和角分辨率。每个CTA阵列将包括四个大尺寸望远镜（LST），旨在覆盖CTA灵敏度的低能范围（$\sim$ 20 GeV至200 GeV）。在基线LST设计中，焦平面相机将配备265个光电探测器集群;每个集群将包括7个光电倍增管（PMT），入口窗口直径为1.5英寸。PMT设计基于成熟可靠的技术。最近，硅光电倍增器（SiPM）作为竞争者出现。目前，SiPM具有优点（例如，较低的工作电压和对高照明水平的耐受性）和缺点（例如，较高的电容和串扰率），但这种技术仍然很年轻，发展迅速。SiPM技术在光子探测效率和每平方毫米探测器面积的价格方面有很强的潜力优于PMT技术。虽然SiPM的优势已被证明适用于高密度、小尺寸的相机，但它尚未被证明适用于大面积相机，如LST相机。我们正在努力为LST相机开发基于SiPM的模块，考虑到可能的相机升级。我们将介绍我们正在探索的解决方案，以平衡具有竞争力的性能和对整体LST相机设计的最小影响。
2015-08-28 astro-ph.IM physics.ins-det
MPGDs in Compton imaging with liquid-xenon
辐射与液体氙的相互作用，诱导闪烁和电离信号，是特别感兴趣的康普顿序列重建。我们报告的发展和最近的结果，液体氙时间投影室，致力于一种新的核成像技术命名为“3伽玛成像”。在第一个原型中，闪烁被真空光电倍增管检测到，电荷被MICROMEGAS结构收集;两者都完全浸没在液体氙中。鉴于最后的大面积探测器，并与最大限度地减少死区的目的，我们正在研究一种气体光电倍增管记录的紫外闪烁光子。原型的概念，以及在液体氙的初步结果。我们还提出了软X射线测试结果的气体光电倍增管的原型制成的双厚气体电子倍增管（THGEM）在正常的温度和压力条件下。
2009-09-17 physics.ins-det physics.med-ph
Development of the front-end electronics for a cost-effective PET-like detector system
本文通过采用长条塑料闪烁体、定制2x2 SiPM阵列及前置放大器，降低PEPT探测器系统成本，并实验验证串联混合互连与反相前置放大器组合性能最佳。
2023-10-28 hep-ex physics.ins-det
The BDX-MINI detector for Light Dark Matter search at JLab
本文介绍了一种紧凑的探测器，BDX-MINI，它结合了优化的光暗物质的电子束流收集器中产生的检测的概念的所有功能的设计和性能。它代表了预计在JLAB运行的未来BDX实验的简化版本。BDX-MINI暴露于由2.176 GeV电子束入射到杰斐逊实验室A厅束流收集器产生的穿透粒子。该探测器由30.5公斤的PbWO 4晶体组成，在束流收集器之后有足够的材料来消除除中微子之外的所有已知粒子。晶体用硅光电倍增器读出。探测器的周围是一层无源钨层和两个有源闪烁体否决系统，它们也是用硅光电倍增器读出的。该设计得到了验证，稳健探测器的性能在六个月的时间内保持稳定，在此期间，探测器以最小的访问进行操作。
2020-11-20 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Alleviating the trade-off between coincidence time resolution and sensitivity using scalable TOF-DOI detectors
提出一种名为xDetector的交叉堆叠PET探测器读出方案，通过正交堆叠一维探测器将闪烁体厚度减至约13 mm，在不损失灵敏度的同时缓解了TOF能力与灵敏度间的权衡，并具备DOI探测能力和可扩展性。
2024-12-24 physics.ins-det physics.med-ph
A Novel Low-Background Photomultiplier Tube Developed for Xenon Based Detectors
PandaX 与 Hamamatsu 合作研制 2 英寸低本底 R12699 PMT，显著降低放射性并保持低温高增益，适用于下一代液氙稀有事件探测。
2025-02-09 hep-ex physics.ins-det
Characterization of the demonstrator of the fast silicon monolithic ASIC for the TT-PET project
TT-PET合作正在开发一种基于SiGe BiCMOS技术的单片硅像素传感器的小动物TOF-PET扫描仪。演示芯片是最终探测器ASIC的小规模版本，由一个集成了前端的3 x 10像素矩阵、一个50 ps合并TDC和读出逻辑组成。芯片厚度减薄至100 μm，背面金属化，工作电压为180 V，在最小电离粒子束线上的测试表明，探测效率大于99.9%，时间分辨率低至110 ps。
2018-11-27 physics.ins-det physics.med-ph
108 ps coincidence time resolution through optimized scintillators, photodetectors, readout electronics, and DOI-based timing correction in orthogonally stacked detector configurations
Central Research Laboratory, Hamamatsu Photonics K. K.（滨松光子株式会社中央研究实验室）
该研究提出正交堆叠的xDetector构型，通过优化闪烁体、光电探测器、读出电子学及三维相互作用CTR校正，使系统CTR达108.6 ps FWHM，较传统探测器提升10.3%，有望助力TOF-PET性能提升
2026-08-10 physics.ins-det physics.med-ph
A High Count-Rate and Depth-of-Interaction Resolving Single Layered One-Side Readout Pixelated Scintillator Crystal Array for PET Applications
器官特异性、靶向视野（FoV）正电子发射断层成像（PET）/磁共振成像（MRI）插件是全身PET/MRI系统缺乏必要灵敏度和分辨率的许多成像任务的可行解决方案。为了满足这些系统所需的PET探测器性能，高计数率和有效的空间分辨率在几毫米的顺序，一种新型的双轴图案化反射箔像素化闪烁体晶体阵列设计的开发和其概念验证说明在硅与蒙特卡洛辐射传输建模工具包Geant 4。它示出的晶体表面粗糙度和相位开放反射器的横截面图案可以被优化，以最大限度地提高PET辐射探测器的有效空间分辨率，或计数率事件堆积之前。此外，还说明了这两个参数对所提出的PET辐射探测器设计的能量和时间分辨率的影响最小。最后，它表明，PET辐射探测器的平衡性能可以使用地面晶体和相控开放反射器的横截面图案对应的中间的测试范围。
2019-09-18 physics.ins-det physics.med-ph
Detection limit of a lutetium based non-paralizable PET detector
研究了用于强子治疗质量控制的基于LYSO的在束PET原型的本征镥放射性对探测性能的影响。该放射性导致背景降低$β$ +信号的测量。特别是，它可以防止测量源自低活性$β$ +源的微弱信号。本文提出了一种方法来估计的最小$β$ +活动，可以测量任何采集时间考虑到不可扩展的死区时间的检测器。这种方法说明了与在束PET原型收集的实验数据。因此，本文中提出的结果是特定于该检测器。然而，该方法可以应用于其他环境中，或者应用于其他基于镥的PET探测器，或者甚至应用于受镥放射性影响的非PET探测器。死时间校正形式主义也可以用于一般缩放信号和背景产量在任何不可电离的检测器，甚至那些在其中的背景是不是由于固有的放射性的存在。
2020-01-27 physics.ins-det physics.med-ph
Asymmetric Data Acquisition System for an Endoscopic PET-US Detector
根据目前对胰腺癌预后的研究，目前的生存率仍然低至6%，这主要是由于发现较晚。考虑到疾病在体内的位置，并利用目前能够实现的辐射探测器的小型化水平，EndoTOFPET-US合作旨在开发用于内镜胰腺检查的多模式成像技术，该技术结合了飞行时间（TOF）正电子发射断层成像（PET）的高分辨率代谢信息的优势和来自超声（US）的解剖信息。具有这种功能的系统需要一个特定应用的高性能数据采集系统（DAQ），能够控制和读出来自两个不同探测器的数据。
2015-11-03 physics.ins-det physics.med-ph
