Readout method based on PCIe over optical fiber for CBM-TOF super module quality evaluation
压缩重子物质（CBM）实验将研究高净重子密度和中等温度下的量子色动力学（QCD）相图。CBM飞行时间（TOF）系统由超级模块组成，其中包含高性能的多间隙电阻板室（MRPC）。在批量生产过程中，需要对每一个装配有MRPC的超级模块进行质量评估，包括时间测量和数据读出。读出电子设备面临着以大约6 Gbps的速度从超级模块读取数据的挑战。针对CBM-TOF超级组件的质量评估问题，提出了一种基于光纤PCIe的读出方法。来自超级模块的数字化数据将集中在前端电子设备处，然后使用PCIe协议通过光纤传输到PCIe交换模块（PSM）。PSM通过后端数据采集服务器的金手指直接插入主板。利用这种读出方法，可以达到高速传输速率。此外，PSM可以同时接收来自多个超级模块的数据，这对于提高评估效率非常重要。这种读出方法简化了读出电子器件的结构，并支持前端和后端之间的长距离传输。
2018-06-25 hep-ex physics.ins-det
Readout Electronics of T0 Detector in the External Target Experiment of CSR in HIRFL
基于多间隙电阻板室（MRPC）技术的T0探测器是外靶实验的关键部件之一。通过对MRPC信号的精确测量，可以获得束流撞击目标的时间，并将其用作其他探测器的开始时间。为T0探测器设计了一个读出电子学系统。基于NINO ASIC设计了T0探测器内部和外部MRPC的前端电子学（FEE）电路，实现了高精度的前沿鉴别和电荷-时间转换（QTC）。FEE的输出脉冲随后通过高精度时间数字化模块进行数字化，该模块具有时间数字转换器（TDC）、触发匹配和集成在现场可编程门阵列（FPGA）器件内的其他控制逻辑。为了评估功能和性能，我们还对电子设备进行了一系列测试。结果表明，系统工作正常，电子学时间精度优于21 ps，满足应用要求。
2019-09-24 physics.ins-det
mTOF performance during mCBM beam time at GSI
目前正在德国达姆施塔特建造的未来反质子和离子研究设施（FAIR）是世界上最大的研究项目之一。压缩重子物质（CBM）实验是FAIR的主要支柱之一，研究在高达10 MHz的重离子碰撞中具有前所未有的相互作用速率的高重子密度下的量子色动力学（QCD）相图。这需要新的数据驱动读出链、新的数据分析方法和高速率检测器系统。CBM飞行时间壁（CBM-TOF）的任务是带电粒子的识别。在CBM-TOF相应区域将使用具有不同速率能力的多间隙电阻板室（MRPC）。为了缩短煤层气的调试时间，于二零一九年在GSI SIS 18设施安装了煤层气全系统测试装置（称为迷你煤层气（mCBM）），并进行了梁测试。清华大学开发的高速率MRPC原型（称为MRPC 2）被选中用于mCBM的mTOF模块。在mCBM实验中，还测试了来自USTC的被称为MRPC 3的附加薄浮法玻璃MRPC，其被预见用于CBM较低速率区域。文中给出了两种MRPC的跟踪性能分析结果。
2020-05-30 hep-ex physics.ins-det
A detailed study on the intrinsic time resolution of the future MRPC detector
多间隙电阻板室（MRPC）系统的总时间分辨率为20 ps的一个具有挑战性的目标，最近已解决的高能物理实验。为了满足这一要求，人们应该有一个更深入的了解探测器的物理和因素，有助于本征时间分辨率的MRPC，这是本文研究。分析了时间不确定性的来源、影响以及与探测器几何结构的关系。使用两种不同的仿真算法获得的时间分辨率之间的比较。所得结果对设计性能更好的定时MRPC具有一定的参考价值，同时也为该领域的研究提供了指导。
2019-10-13 physics.ins-det
Monte-Carlo study of the MRPC prototype for the upgrade of BESIII
基于GEANT 4对BESIII实验中基于多间隙电阻板室（MRPC）的端盖飞行时间（ETOF）升级进行了数值模拟。介绍了MRPC样机和仿真方法。利用全蒙特卡罗模拟，研究了高压和阈值对时间分辨率和探测效率的影响。从模拟的初步结果，并与原型MRPC模块的实验数据进行了比较。
2016-05-07 hep-ex physics.ins-det
A neural network based algorithm for MRPC time reconstruction
多间隙电阻板室（MRPC）是一种广泛应用的时间探测器，其典型时间分辨率约为60 ps。这使得MRPC成为许多大型物理实验中飞行时间（ToF）系统的最佳选择。以前的工作主要集中在改变检测器的几何形状，提高时间分辨率，因此，数据分析算法的改进还没有得到充分的探讨。本文提出了一种新的基于深度神经网络（NN）的时间重建算法，将MRPC的时间分辨率提高了约10 ps。随着高能物理实验的发展，对MRPC的时间要求越来越高，该算法有望取代ToT方法，实现30 ps以下的时间分辨率。
2018-05-08 physics.ins-det
Development and test of a real-size MRPC for CBM-TOF
在德国达姆施塔特GSI反质子与离子研究中心（Fair for Anti-proton and Ion Research，简称Fair）的CBM（Compressed Baryonic Matter）实验中，利用MRPC（Multi-gap Resistive Plate Chamber）良好的时间分辨率、相对较高的效率和低廉的造价，采用MRPC（Multi-gap Resistive Plate Chamber）构建了大型飞行时间（Time-of-Flight，简称TOF）系统，实现了前所未有的强子识别精度。我们研制了一种双端读出条MRPC。它采用低阻玻璃，在高速率条件下保持了良好的时间分辨性能。2x 4气隙的差分双堆叠结构有助于将所需的高电压降低一半。一个计数器上有24条，每条长270 mm，宽7 mm，间隔3 mm。MRPC电极接地，馈通经过精心设计，以匹配PADI电子器件的100欧姆阻抗。利用宇宙射线对该器件进行了测试，获得了98%的效率和60 ps的时间分辨率。为了进一步检验探测器在更高粒子通量率下工作的性能，原型已经在2014年10月的GSI束流时间和2015年2月的CERN束流时间进行了测试。在两个射束时间中，获得了1 kHz/cm 2的相对高的速率。使用CBM ROOT进行校准。在校准和分析过程中考虑了几个校正（包括时间行走校正、增益校正、条带对准校正和速度校正），以…
2016-05-09 hep-ex physics.ins-det
Performance simulation of a MRPC-based PET Imaging System
低成本和高分辨率的基于气体的多间隙电阻板室（MRPC）为基于飞行时间（TOF）的正电子发射断层成像（其中系统的灵敏度在很大程度上取决于检测器的时间分辨率）的有效替代检测器开辟了新的可能性。可以使用合适的转换器来增加对来自湮灭的光子的检测效率。在这项工作中，我们进行了详细的GEANT4模拟，以优化转换器的厚度，从而提高光子转换的效率。此外，我们已经开发了一个基于Monte Carlo的模拟MRPC响应，从而获得固有的时间分辨率的探测器，使其有可能模拟基于MRPC的PET成像系统的最终响应。讨论了四间隙胶木基MRPC在流光模式下的宇宙线测试结果。
2011-06-29 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
The cosmic ray test of MRPCs for the BESIII ETOF upgrade
为了提高北京谱仪III（BESIII）的粒子识别能力，提出采用多间隙电阻板室（MRPC）技术对现有端盖飞行时间（ETOF）探测器进行升级改造。为了将ETOF的总时间分辨率提高到100ps以上，研制了包括MRPC探测器、新型前端电子学（FEE）、CLOCK模块、快速控制板和时间数字化模块（TDIG）在内的整个系统，并在宇宙射线下在线运行了3个月。宇宙线测试的主要目的是检查探测器的结构质量，测试各仪器的联合工作，保证系统的性能。实验结果表明，在正常阈值范围内，MRPC的时间分辨率优于100 $ps$，效率约为98 $\%$，条带噪声率低于1 $Hz/$（$scm^{2}$），本文对此进行了详细的讨论和分析。测试表明，整个ETOF系统工作正常，满足升级要求。
2016-01-20 hep-ex physics.ins-det
Time and position resolution of high granularity, high counting rate MRPC for the inner zone of the CBM-TOF wall
在多条电极上具有读出的多间隙RPC原型被开发用于CBM-TOF子探测器的小极角区域，这是粒度和计数率方面要求最高的区域。原型基于低电阻率（$\sim$ 10 $^{10}$ $Ω$ cm）玻璃电极，用于在高计数率环境中执行。选择带宽度/节距尺寸以满足与前端电子器件的阻抗匹配和CBM-TOF壁的最内区域的粒度要求。在SIS 18- GSI Darmstadt和SPS-CERN进行的使用铅靶上的重离子碰撞产生的二次粒子的束内测试集中于原型在类似于SIS 100/FAIR预期条件下的性能。在高计数率和高多重数环境下，系统的效率大于98%，系统时间分辨率在70 - 80 ps量级。
2016-05-09 hep-ex physics.ins-det
The study of a new time reconstruction method for MRPC read out by waveform digitizer
测量半包容深度非弹性散射（SIDIS）产生的$K^{\pm}$可以进一步了解核子的结构，因此Jefferson实验室（JLab）的螺线管大强度装置（SoLID）打算采用这种方法。本实验计划用多间隙电阻板室（MRPC）来完成K介子的识别，对时间分辨率的要求是20 $\rm ps$左右。这对于目前的MRPC系统（典型分辨率为60 $\rm ps$）来说是非常具有挑战性的，而在本文中，证明了如果用神经网络方法获得信号波形并进行分析，则性能可以得到很大的改善。在宇宙线实验中，用这种方法，6-gap 0.25 $\rm mm$厚的MRPC的时间分辨率达到36 $\rm ps$，并且期望用更薄的MRPC获得更好的性能。
2018-09-21 physics.ins-det
R & D of prototype iTOF-MRPC at CEE
本研究为兰州HIRFL的CEE实验设计了24气隙iTOF-MRPC原型，采用基于FPGA的读出电子学，经宇宙线测试时间分辨率约30 ps，还通过ANSYS HFSS仿真分析了影响定时性能的因素并提出优化方案。
2023-02-26 physics.ins-det
The MRPC-based ALICE Time-Of-Flight detector: status and performance
大型飞行时间（TOF）阵列是大型强子对撞机（LHC）ALICE实验中用于中快度区带电强子识别的主要探测器之一。它允许分离π介子、K介子和质子，直到几个GeV/c，覆盖整个方位角和-0.9 < eta < 0.9。TOF利用创新的MRPC技术，能够实现优于50 ps的固有时间分辨率，效率接近100%，并且具有较大的操作平台;整个阵列由1593个MRPC组成，覆盖141 m2的圆柱形表面。自2009年12月ALICE记录的第一次pp碰撞以来，TOF探测器一直在有效地获取数据。在本报告中，描述了TOF探测器的状态以及在pp和Pb-Pb碰撞中所实现的性能。
2012-03-27 hep-ex physics.ins-det
Performance studies of MRPC prototypes for CBM
在压缩重子物质（CBM）实验中，具有多条读出的多间隙电阻板室（MRPC）被认为是飞行时间（ToF）壁的最佳探测器候选。在研发阶段，开发并测试了具有不同粒度、低电阻材料和高压堆配置的MRPC。在这里，我们专注于两个原型称为HD-P2和THU-条，都与27厘米$^2$长度和低电阻玻璃电极带。HD-P2原型具有带8个间隙的单堆叠配置，而THU-条原型以带2 $\times$ 4个间隙的双堆叠配置构造。本文介绍了2014年在GSI重离子束测试束流时间中，这些计数器在效率和时间分辨率方面的性能结果。
2016-06-13 nucl-ex physics.ins-det
Development of Multi-gap Resistive Plate Chamber (MRPC) for medical imaging
低成本和高分辨率的多间隙电阻板室（MRPC）为基于飞行时间（TOF）的正电子发射断层成像（Positron Emission Tomography，正电子发射断层成像）系统的灵敏度在很大程度上取决于探测器的时间分辨率，为寻找有效的替代探测器开辟了新的可能性。在分层结构中，可以使用合适的转换器来增加光子检测效率。本文讨论了四间隙流注式酚醛树脂基MRPC和六间隙雪崩式玻璃基MRPC的宇宙线实验结果。
2014-08-01 physics.ins-det physics.med-ph
Status of technology of MRPC time of flight system
基于MRPC技术的飞行时间系统在近代物理实验中有着广泛的应用，在粒子识别中也发挥着重要的作用。随着加速器能量和亮度的不断提高，要求飞行时间系统在高速率环境下能够精确识别确定的粒子。MRPC技术TOF系统可以定义为三代。第一代TOF基于浮法玻璃MRPC，其时间分辨率约为80ps，但速率相对较低（通常低于100Hz/cm 2）。比较典型的有RHIC-STAR的TOF、LHC-ALICE和BES III端盖。对于第二代TOF，其时间分辨率与第一代TOF相同，但速率能力要高得多。其速率性能可达30kHz/cm~2。具有这种高速率TOF的典型实验是FAIR-CBM。最大的挑战是第三代TOF。例如，对于JLab-SoLID TOF系统，在高达20kHz/cm 2的高粒子率下，K/PI分离的动量上限约为7GeV/c，时间要求约为20ps。前两代的读出电路是基于时间过阈值方法的，第三代TOF将采用脉冲形状采样技术。同时，还设计了机器学习技术来分析系统的时间性能。本文将介绍MRPC TOF技术的发展历程以及每一代TOF的关键技术。
2018-05-21 physics.ins-det
Development of the MRPC for the TOF system of the MultiPurpose Detector
多用途探测器（MPD）\cite{cite1.MPD_CDR}的设计目的是研究原子质量范围1- 197的重离子碰撞中的热而致密的重子物质，其质量中心能量高达$\sqrt{S_{NN}}$ = 11 GeV（对于Au 79+）。MPD实验将在正在建设中的JINR加速器复合体NICA \cite{cite2.NICA_CDR}上进行。MPD的桶部分由围绕相互作用点的各种探测器组成。它包括一个精确的跟踪系统（时间投影室（TPC）和硅内跟踪器（IT））和基于飞行时间（TOF）和热量计（ECal）的高性能粒子识别系统。选择三叠层多间隙电阻板室作为TOF的有源元件。它具有良好的时间分辨率和长期稳定性。本文介绍了用JINR加速器的氘束流获得的MRPC参数。时间分辨率为$\sim$ 40 ps，效率为99%.率能力的研究结果与60 ps的时间分辨率和效率高于90%的粒子通量密度高达2 kHz/cm的束$^2$。
2016-06-06 hep-ex physics.ins-det
Design, development and performance study of six-gap glass MRPC detectors
多间隙电阻板室（MRPC）是由电阻电极制成的多个气体子间隙的气体电离检测器。高压（HV）仅施加在最外面的电阻板的外表面上，而内部板保持电浮置。具有高电场的多个窄子间隙的存在导致外电极上的更快的信号，从而提高检测器的时间分辨率。由于其优异的性能和相对较低的成本，MRPC探测器在飞行时间（TOF）系统中有潜在的应用。本文介绍了面积为27 cm $\times$ 27 cm的六间隙玻璃MRPC探测器的设计、制造和工作参数的优化，如HV、气体混合物成分和性能，这些探测器是为了在TOF测量等中找到触发探测器的应用而开发的。其宽度为250 $μ$ m。在研究了一组不同浓度的MRPC性能后，优化了由R134 A、异丁烷和SF $_{6}$组成的气体混合物以及每种组成气体的分数。MRPC在$17.9$ kV下的计数效率约为95%。在相同的工作电压下，时间分辨率，校正步行效应后，被发现是约$219$ ps。
2016-12-15 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
High-rate glass MRPC for fixed target experiments at Nuclotron
为杜布纳的BM@N实验设计了一个多间隙电阻板室（MRPC），该室配备了加热器以提高计数率能力。测量是在Protvino的IHEP U-70加速器上使用μ子束进行的。MRPC在40 $^0$ C时，计数率可达6 kHz/cm $^2$，时间分辨率~65 ps，效率~ 95%，符合实验条件。
2018-11-21 physics.ins-det
Multigap RPC time resolution to 511 keV annihilation photons
用一个$^{22}$ Na源和四个探测器研究了多间隙电阻板计数器（MRPC）对$511$ keV γ射线的时间分辨。MRPC的时间分辨率已来自飞行时间信息，从空间相关的触发事件对测量。已经进行了GEANT4模拟，以分析可能的设置的贡献，并支持实验结果。在考虑一对和两对独立探测器的情况下，测量了具有四个$250$ $μ$ m气隙的单个MRPC的时间分辨率（FWHM）分别为$376$ ps和$312$ ps。
2014-06-09 physics.ins-det physics.med-ph
A Proof-of-principle for Time-Of-Flight Positron Emission Tomography Imaging
飞行时间（TOF）是一项在全球范围内用于正电子发射断层成像（PET）成像的重要技术。全世界用于TOF-PET的基于闪烁体的成像系统非常昂贵。多间隙电阻板室（MRPC）是一种易于制造、价格低廉、具有良好位置和时间分辨率的气体探测器。它们可以用作昂贵的制冷剂的合适替代品。为了TOF-PET的唯一目的，已经制造了一对18 cm $\times$ 18 cm、5间隙、玻璃基MRPC模块。我们的主要目的是确定这些制造的MRPC的源（Na-22）的位置的变化。在本文件中，将详细介绍实验结果。
2018-06-27 hep-ex physics.ins-det
Development and Characterization of 6-gap Bakelite Multi-gap Resistive Plate Chamber
多间隙电阻板室（MRPC）是电阻板室（RPC）探测器的一种先进形式，其中气体间隙被划分为子间隙。MRPC以其良好的时间分辨率和对带电粒子的检测效率而闻名。他们已经在几个高能物理实验中找到了合适的应用，如LHC的ALICE，CERN，日内瓦，瑞士，RHIC，BNL，美国的STAR。由于它们具有非常好的时间分辨率并且成本低，因此它们可以是用于正电子发射断层成像成像的非常昂贵的闪烁器的合适替代品。现在使用的MRPC是用玻璃电极开发的。我们尝试用胶木电极研制了一种6间隙MRPC。外电极的尺寸为15 cm $\times$ 15 cm $\times$ 0.3 cm，内电极的尺寸为14 cm $\times$ 14 cm $\times$ 0.05 cm。光滑的成品电极表面没有经过任何油处理，如亚麻籽，硅油，以获得光滑度。用宇宙射线测量了探测器的效率、噪声率和时间分辨率。这项工作的目标是使用MRPC开发具有飞行时间技术的正电子发射断层成像原型。开发程序和性能研究的详细信息已在此处介绍。
2018-06-21 physics.ins-det
Batch test of MRPC3b for CBM-TOF/STAR-eTOF
本文介绍用于 STAR-eTOF 升级的 MRPC3b 批量测试，实现优于 70 ps 时间分辨率和约 95% 效率，并通过仿真优化设计抑制边缘条带噪声。
2023-08-31 physics.ins-det
The FAIR Phase 0 program of the CBM TOF
为了在未来的高速率压缩重子物质（CBM）实验中提供带电强子的粒子识别（PID），TOF小组开发了一种大面积的飞行时间（ToF）壁，该壁配备有多间隙电阻板室（MRPC），能够在高达30 kHz/cm $^2$的入射粒子通量下工作。在2025年开始在反质子和离子研究设施（FAIR）运行之前，这种高速率定时MRPC技术将用于FAIR Phase-0计划的两个科学支柱的物理研究：RHIC STAR实验的端盖TOF升级和SIS 18 mCBM实验的mTOF壁。在STAR，束能量扫描II（BES-II）的固定目标计划将依赖于108个CBM MRPC探测器，以高达2 kHz的触发速率进行前向PID。在mCBM，高性能基准运行的λ重子生产在顶部SIS 18的能量和CBM设计的相互作用率为10兆赫将成为可行的PID骨干组成的25 CBM MRPC探测器。除了物理学方面，这些预FAIR的参与将有助于收集操作最终CBM TOF墙的经验，该墙包括约1500个MRPC探测器和110，000个读出通道。将讨论FAIR第0阶段计划的状况。
2020-07-31 nucl-ex physics.ins-det
Mathematical modelling and study of the encoding readout scheme for position sensitive detectors
基于不同方案的编码读出方法已经被成功地开发出来，并在不同类型的带读出结构的位置敏感探测器上进行了测试。然而，如何以更通用和系统的方式构造编码方案仍在研究中。在本文中，我们提出了一个图形模型的编码方案。有了这个模型，可以更系统地研究编码方案。结果表明，采用编码读出方法，当n为奇数时，n个通道最多可处理n（n-1）/2+1条，当n为偶数时，n个通道最多可处理（n（n-2））/2+2条。此外，基于该模型，编码方案的建设问题可以转化为图论中的问题，其目的是构建一个欧拉路径，使最短的子循环的长度尽可能长。通过解决相关的数学问题，找到了构造编码方案的更一般的方法。此外，编码方案的原型已经构建，并验证了MRPC检测器。
2016-02-04 hep-ex physics.ins-det
Research on trigger technology of MRPC TOF-PET system and imaging results of $^{22}$Na radioactive source
本文针对MRPC TOF-PET系统开发了基于DRS4芯片的自触发数据采集与降噪方案，将噪声触发率降至0.004 Hz，并实现对$^{22}$Na放射源的准确定位成像及162 ps FWHM时间分辨率。
2025-05-10 physics.ins-det
CEE inner TOF prototype design and preliminary test results
冷却储存环（CSR）外靶实验（CEE）是中国兰州重离子加速器研究装置（HIRFL-CSR）上第一个运行在GeV能区的多用途核物理实验装置。CEE的主要目标是研究致密物质的整体性质，并通过测量在具有大接受度的目标区域的重离子碰撞中产生的带电粒子来理解量子色动学（QCD）相图。内部飞行时间（iTOF）系统被提出来测量带电粒子的多重性、角分布和时间信息。在此，我们介绍了iTOF的性能要求，根据计算和GEANT 4模拟。所提出的系统具有高粒度和时间性能的特点，因此，iTOF壁的概念设计采用了高粒度的多间隙电阻板室（MRPC），时间分辨率约为30 ps。为了评估MRPC设计，进行了宇宙射线测试。时间分辨率优于28 ps和效率优于98%的MIP已经实现，解释了宇宙线GEANT 4模拟的时间抖动组件。
2022-03-25 hep-ex physics.ins-det
Study and optimization of the spatial resolution for detectors with binary readout
使用模拟和分析方法，我们已经研究了单次命中的分辨率与二进制读出，这是经常提出的高粒度检测器，以减少生成的数据量。我们的模拟考虑几个参数（如带间距）表明，检测器的几何形状和二进制读出芯片的电子参数可以优化二进制读出提供一个等效的空间分辨率与模拟读出。为了理解作为模拟参数的函数的行为，我们开发了用几个参数再现模拟结果的分析模型。该模型可用于优化探测器的设计和操作条件方面的空间分辨率。
2016-06-18 hep-ex physics.ins-det
The CBM Time-of-Flight system
压缩重子物质谱仪（CBM）是位于德国达姆施塔特的反质子和离子研究设施（FAIR）的未来固定目标重离子实验。CBM中提供入射束能量在2和11 AGeV之间（对于Au核）的强子识别的关键元素将是120 m $^2$大飞行时间（ToF）墙，由多间隙电阻板室（MRPC）组成，系统时间分辨率优于80 ps。为了使Au+Au碰撞的相互作用速率达到10 MHz，MRPC必须根据其位置处理0.1 kHz/cm $^2$和100 kHz/cm $^2$之间的入射粒子通量。以粒度和速率能力为特征，ToF墙的实际概念设计预见了6种不同的计数器粒度和4种不同的计数器设计。为了详细说明这些计数器的最终MRPC设计，进行了几次重离子束内和宇宙试验。在这方面的贡献，我们提出的概念设计的TOF墙，特别是讨论性能结果的全尺寸MRPC原型。
2018-07-05 nucl-ex physics.ins-det
On the resolution of dual readout calorimeters
本文提出并验证了一个用于双读出量能器分辨率的简单公式，揭示了双读出校正不仅能补偿结合能损失，还能补偿逃逸能量，帮助理解其优势与局限。
2025-01-29 hep-ex physics.ins-det
Beam test of signal cross-talk and transmission for LMPRC
研制了一种大面积长读出带多间隙电阻板室（MRPC）样机。这种长条形多间隙电阻板室（LMRPC）是双层堆叠的，有10个250 $μ$ m厚的气体间隙。从条带的两端读出信号，条带的有效面积为50 cm $\times$，每个末端2.5 cm。探测器在GSI的FOPI进行了测试，使用质子束（$E = 3.5 GeV$）与铅靶碰撞的次级粒子。实验结果表明，LMRPC样机的时间分辨率为60 $\sim$ ~ 70 ps，探测效率大于98%，串扰小于2%.该探测器还具有良好的空间分辨率为0.36厘米沿条带方向。
2010-12-31 hep-ex physics.ins-det
Readout Electronics for CBM-TOF Super Module Quality Evaluation
针对CBM-TOF超级模块质量评估中读出电子学的6Gbps高速数据传输挑战，提出基于千兆以太网的并行读出架构，经测试可满足最大传输速率要求且具备良好可扩展性。
2023-11-08 eess.SP physics.ins-det
New Eco-gas mixtures for the Extreme Energy Events MRPCs: results and plans
极端能量事件天文台是一个扩展的μ子望远镜阵列，覆盖纬度和经度均超过10度。它的59 μ子望远镜配备了基于多间隙电阻板室技术的跟踪探测器，时间分辨率为几百皮秒。最近对温室气体的限制要求研究符合相关要求的新气体混合物。四氟丙烯是替代乙烷的候选物之一，因为它的特征是全球变暖功率比迄今为止使用的气体混合物低约300倍。已经测试了几种混合物，测量效率曲线，电荷分布，流光分数和时间分辨率。给出了整套混合物和操作条件的结果，%。CERN-01射电望远镜正在对一台真正的射电望远镜进行一系列测试，其中包括宇宙μ子。测试的重点是确定一种混合物，这种混合物在低速率下具有良好的性能，这是一种典型的射电望远镜。
2019-05-22 physics.ins-det
New Prototype Multi-gap Resistive Plate Chambers with Long Strips
为RHIC STAR实验的大面积μ子望远镜探测器（MTD）建造了一种新型的多间隙电阻板室（MRPC）。这些长读出条MRPC（LMRPC）具有87.0 × 17.0 cm 2的有效面积和10个250 μ m厚的气隙，布置为双叠层。每个读出条宽2.5厘米，长90厘米。信号在每个条带的两端读出。宇宙线测试表明，时间分辨率约为70 ps，探测效率大于95%。在费米实验室T963进行的束流测试表明，沿条带方向的时间分辨率为60-70 ps，空间分辨率为~1 cm。
2008-05-16 physics.ins-det
Time resolution of time-of-flight detector based on multiple scintillation counters readout by SiPMs
目前正在为MEG II实验研制一种测量~50 MeV/c正电子的新的定时探测器，目标是达到时间分辨率$σ_t \sim 30~\mathrm{ps}$。该分辨率预期通过用硅光电倍增器读出的塑料闪烁体制成的多个计数器测量每个正电子时间来实现。本工作的目的是演示使用原型计数器的~50 MeV/c正电子的时间分辨率。由6个SiPM（每个$40\times 5~\mathrm{mm}^2$平面上3个）读出的尺寸为$90\times 40\times 5~\mathrm{mm}^3$的计数器用来自Hamamatsu Photonics和AdvanSiD的SiPM构建，并在DA $Φ$ NE Beam Test Facility的正电子束中进行测试。发现时间分辨率几乎随着计数器命中次数的平方根而提高。用八个计数器和Hamamatsu SiPM获得了时间分辨率$σ_t=26.2\pm1.3~\mathrm{ps}$。这些结果表明，MEG II实验中可以实现设计分辨率。
2016-05-20 hep-ex physics.ins-det
Data Acquisition Software for CBM-TOF super module quality control
压缩重子物质（CBM）实验中的飞行时间（TOF）系统是由多间隙电阻板室（MRPC）组成的超级模块，用于高密度、高分辨率的时间测量。为了在大批量生产过程中对探测器的质量进行评估，开发了满足6.4Gbps高数据速率的分布式数据读出系统，并在Linux操作系统下实现了相应的数据采集（DAQ）软件，验证了分布式数据读出方法的可行性。本文重点介绍了数据采集、事件生成、状态监测和系统控制等模块的设计。实验室测试证实了数据采集软件的功能，单路数据传输速率可达550Mbps左右，满足了需求。
2018-06-25 nucl-ex physics.ins-det
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
Electroluminescence collection cell as a readout for a high energy resolution Xenon gas TPC
AXEL是一种高压氙气TPC探测器，用于无中微子双β衰变研究。我们使用比例闪烁模式与一个新的电致发光光探测系统，以实现高能量分辨率的大型探测器。该检测器还具有跟踪能力，这使得显着的背景抑制。为了展示我们的检测技术，我们构建了一个10 L的原型检测器，充满了高达10 bar的氙气。在122 keV处，原型探测器获得的能量分辨率为4.0 $\pm$ 0.30 $\%$，外推到$^{136}$的$0νββ$衰变Q值时，对应于0.9 ~ 2.0%.
2017-11-24 hep-ex physics.ins-det
Particle Flow with a Hybrid Segmented Crystal and Fiber Dual-Readout Calorimeter
在未来的e $^+$ e $^-$对撞机上重建物理事件时，量热计的设计对整个探测器的性能起着至关重要的作用。具有许多处于其最终状态的喷流的事件的重建对喷流能量和角分辨率提出了严格的要求。对于能量约为4 - 5GeV的喷流，为了有效地分离W和Z玻色子不变质量，能量分辨率要求在4- 5%水平。我们在本文中演示了如何利用粒子流算法定制的混合双读出量热计分段晶体和纤维，可以实现这样的性能。这种量热计对光子和中性强子（分别为$3\%/\sqrt{E}$和$26\%/\sqrt{E}$）的优异能量分辨率和线性度是均匀晶体和双读出技术选择所固有的，为粒子识别和喷注重建的新方法的发展提供了强有力的处理。虽然本文提出的双读出粒子流算法（DR-PFA）是在其早期的发展阶段，它已经证明了一个混合的双读出量热计的喷注重建的潜力，通过提高喷注能量分辨率相对于一个量热计只有重建从6.0%到约4.5%的45 GeV的射流。
2022-04-29 hep-ex physics.ins-det
Dependence of the energy resolution of a scintillating crystal on the readout integration time
研究了用慢闪烁晶体进行高速量热的可能性。在这种实验情况下，为了避免脉冲堆积，可能需要将能量测量仅基于发射光的一小部分，从而破坏能量分辨率。通过测量信号的峰值幅度，用BGO晶体和光电倍增管以及随后的积分器对这种效应进行了实验研究。实验数据表明，能量分辨率完全是由于光电子数量的统计波动的峰值振幅。当这个数字很小时，它的波动甚至比泊松统计预测的更小。这些结果证实了蒙特卡罗模拟，它允许估计，在一般情况下，能量分辨率，给定的光电子的总数，闪烁时间和积分时间。
2012-08-31 hep-ex physics.ins-det
Development of High Precision Timing Counter Based on Plastic Scintillator with SiPM Readout
基于塑料闪烁体和硅光电倍增器（SiPM）读出的高时间分辨计数器已被研制成功，用于高能物理实验中需要较大尺寸计数器的场合。我们已经研究了计数器的尺寸达到$120\times40\times5$ mm^3与串联多个SiPM，以增加敏感区域，从而实现更好的时间分辨率。模拟整形和数字波形分析的读出方案进行了优化，以实现最高的时间分辨率。定时性能测量使用电子从Sr-90放射源，比较不同的闪烁器，计数器尺寸，和类型的近紫外敏感SiPM。结果，对于计数器尺寸为$60\times 30 \times 5$ mm^3且闪烁体两端各有三个SiPM（每个$3\times3$ mm^2）的情况，在1 MeV能量沉积下获得$σ=42 \pm 2$ ps的分辨率。时间分辨率随着SiPM检测到的光子数而提高。来自Hamamatsu Photonics的SiPM提供了最佳的时间分辨率，因为它们在近紫外区域具有高光子探测效率。通过增加附着到闪烁体的SiPM的数量，可以进一步改进。
2014-08-11 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
Combined readout of a triple-GEM detector
通过高粒度和低噪声CMOS传感器的基于GEM的器件的光学读出允许获得非常有趣的跟踪性能。在GEM平面上测量了几十个$μ$ m量级的空间分辨率以及20% $÷$ 30%的能量分辨率。CMOS传感器的主要局限性表现为它们对事件的时间结构的信息不足。在本文中，使用一个并发的光读出通过一个合适的光电倍增管和GEM电极上诱导的电信号的采集被利用，以提供必要的定时信息。PMT波形的分析允许以100 $μ$ m的z分辨率对每个单个簇进行3D重建。此外，根据PMT信号，即使在例如用于触发目的的几十keV范围内，也可以获得在检测器内释放的能量的快速重建，其分辨率为25%的量级。
2018-03-19 hep-ex physics.ins-det
Energy Response and Resolution to Positrons in a Capillary-Tube Dual-Readout Calorimeter
本研究针对未来对撞机精密能量测量需求，测试了9模块毛细管光纤双读出量能器原型在10-120 GeV正电子束下的能量响应线性度与分辨率，验证了该设计用于大规模双读出量能探测的可行性，为HiDRa项目后续研发提供基准。
2025-03-21 hep-ex physics.ins-det
A Comparison of Micromegas with x/y Strip Charge Readouts for Directional Recoil Detection
本文比较了 9 种 Micromegas 与 x/y 条读出配置，发现 DLC 层可提高抗火花能力和增益分辨率，并据此为 40 L 方向性反冲探测器选出最佳读出方案。
2024-12-28 hep-ex physics.ins-det
Comprehensive study of timing resolution in plastic scintillator detectors with wavelength-shifting fiber and silicon photomultiplier readout
Washington University in St. Louis（华盛顿大学圣路易斯分校）；Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）
研究通过结合半解析框架、玩具蒙特卡罗验证及Geant4光学光子模拟，对基于波长转移光纤和硅光电倍增管读出的塑料闪烁体探测器时间分辨率展开全面研究，给出分析模型并验证，经参数扫描生成设计图和查找表以优化探测器。
2026-10-30 hep-ex physics.ins-det
Novel Strip-like Readout Geometries in Resistive AC-coupled Silicon Detectors (RSD / AC-LGAD)
Karlsruhe Institute of Technology (KIT)（卡尔斯鲁厄理工学院）；CERN（欧洲核子研究中心）
本文通过瞬态电流技术（TCT）表征了FBK生产的第二代RSD传感器中新型条状与像素混合读出垫设计，验证了其在未来跟踪系统中实现优异一维空间分辨率的潜力。
2026-05-29 hep-ex physics.ins-det
Dual-readout Calorimetry
CERN的RD 52项目是一个纯仪器实验，其目标是了解高能量热计中强子能量分辨率的基本限制以及能量测量的其他方面。我们已经发现，双读出量热法提供了迄今为止前所未有的信息事件的能量分辨率，线性的响应，容易和鲁棒性的校准，数据的保真度，和粒子识别，包括能量损失的结合能在核分裂事件。我们相信，σ/E $\approx$ 1 - 2%的强子能量分辨率对于双读出量热计来说是可以达到的，这是第一次能够对电子、光子、μ子和夸克（喷流）进行可比的测量精度。我们简要介绍了我们目前的进展和近期的未来计划。有关我们工作各个方面的完整信息，请访问RD 52网站http://highenergy.phys.ttu.edu/dream/。
2013-07-30 hep-ex physics.ins-det
A GEM readout with radial zigzag strips and linear charge-sharing response
我们研究的位置灵敏度的径向锯齿形条带打算读出大型创业板探测器跟踪在未来的实验。锯齿形条带可以用比常规直条带更少的条带覆盖读出区域，同时保持良好的空间分辨率。因此，它们可以减少大面积GEM检测器系统所需的电子通道的数量和相关成本。在之前的研究中观察到入射粒子位置和从锯齿形条带之间的电荷共享测量的撞击位置之间的非线性关系。我们通过改进相邻物理锯齿形条带的交错来显著降低这种非线性。锯齿形读出结构实现在PCB和柔性箔上，并使用10 cm × 10 cm的三重GEM检测器进行测试，该检测器在2D电动载物台上用强准直X射线枪扫描。半径为784 mm的1.37 mrad角条间距可实现60 -84 urad的角分辨率。在线性尺度上，这对应于100 um以下的分辨率。
2017-08-26 hep-ex physics.ins-det
Comparison of readout systems for high-rate silicon photo-multiplier applications
本文针对高计数率实验中SiPM探测器的数据采集需求，比较五种成熟度不同的读出系统在死时间、效率、动态范围及时间和能量分辨率等方面的表现。
2023-12-08 hep-ex physics.ins-det
Towards a two-dimensional readout of the improved CMS Resistive Plate Chamber with a new front-end electronics
作为紧凑型μ子螺线管实验第二阶段升级计划的一部分，新的电阻板室将安装在前部区域。在大型强子对撞机的高亮度阶段，预计在该地区的高背景条件，因此，已提出了一种改进的RPC设计与新的前端电子保持更高的速率能力和更好的时间分辨率。一种新的技术被用于前端电子设备，导致非常低的可实现的阈值的数量级为几个fC。在改进的RPC的设计中至关重要的是二维读出的能力，以提高空间分辨率，主要是由触发器的要求。在这项工作中，第一个性能的结果，对这个二维读出的基础上采取的数据与两个嵌入式正交读出条的真实大小的原型室。此外，专门研究的μ子簇的大小作为石墨电阻率的函数进行了讨论。
2020-05-31 hep-ex physics.ins-det
Recent Performance Studies of the GEM-based TPC Readout (DESY Module)
对于计划中的国际直线对撞机（ILC）上的国际大型探测器（ILD），预计将时间投影室（TPC）作为主要的跟踪探测器。为了达到所需的点分辨率，微模式气体检测器（MPGD）将用于放大阶段。一个读出模块使用的堆栈的三个气体电子倍增器（GEM）的气体放大在DESY开发和测试在DESY II测试束设施。在介绍了读出模块和基础设施的测试束设施，性能相关的单点和双击中的分辨率，这些模块的。其次是系统的粒子识别能力的结果，使用特定的能量损失dE/dx，和模拟研究，旨在调查和量化高粒度对dE/dx分辨率的影响。此外，还介绍了一种新的和改进的TPC场笼和用于测试束的LYCORIS大面积硅带望远镜。LYCORIS光束望远镜预计将提供粒子轨迹的精确参考，以验证大型TPC原型测量的动量分辨率。为此，它正在所谓的PCMAG（持续电流磁铁）内的测试束设施中进行安装和测试。
2020-06-24 hep-ex physics.ins-det
Evaluation of a front-end ASIC for the readout of PMTs in large dynamic range
大型高空空气簇射观测站项目是为了调查和研究宇宙射线而提出的。在LHAASO计划中，水切伦科夫探测器阵列（WCDA）是寻找γ射线源的主要探测器之一。采用GlobalFoundry0.35 μ mCMOS工艺，研制了一种用于WCDA中光电倍增管（PMT）读出的电荷-时间转换器（QTC）专用集成电路。本文重点对这种前端读出ASIC的性能进行评估。测试结果表明，在大输入信号下，时间分辨率优于400 ps，电荷分辨率优于1%，在1光电（P.E.）下，电荷分辨率优于15%。都超出了应用要求。此外，该ASIC具有弱的环境温度依赖性、低的输入速率依赖性和高的通道间隔离。
2015-02-05 hep-ex physics.ins-det
Ultimate position resolution of pixel clusters with binary readout for particle tracking
硅跟踪探测器可以记录每个通道中的电荷（模拟或数字化），或者只有二进制读数（命中或未命中）。虽然有显着的文献中获得的位置分辨率从插值的电荷测量，一个全面的研究与二进制读出可获得的分辨率是缺乏的。通常假设二进制分辨率为$\text{pitch}/\sqrt{12}$，但这通常是最差情况的上限。在本文中，我们研究，使用模拟，最佳可实现的分辨率为最小的电离粒子在二进制读出像素。广泛的入射角和像素大小的模拟与一个独立的代码，使用电荷沉积的Bichsel模型。结果显示分辨率如何取决于角度和传感器几何形状。直到像素间距变得小到与硅中的能量沉积之间的距离相当，分辨率总是比$\text{pitch}/\sqrt{12}$更好，并且在某些情况下好得多。
2018-04-28 physics.ins-det
