Response of microchannel plates to single particles and to electromagnetic showers
L. Brianza, F. Cavallari, D. Del Re, S. Gelli, A. Ghezzi, C. Gotti, P. Govoni, C. Jorda, A. Martelli, B. Marzocchi, P. Meridiani, G. Organtini, R. Paramatti, S.… 展开作者
L. Brianza, F. Cavallari, D. Del Re, S. Gelli, A. Ghezzi, C. Gotti, P. Govoni, C. Jorda, A. Martelli, B. Marzocchi, P. Meridiani, G. Organtini, R. Paramatti, S. Pigazzini, S. Rahatlou, C. Rovelli, F. Santanastasio, T. Tabarelli de Fatis, N. Trevisani, [, Università di Milano Bicocca, INFN, Sezione di Milano-Bicocca, Sapienza - Università di Roma, INFN, Sezione di Roma1 ]
We report on the response of microchannel plates (MCPs) to single relativistic particles and to electromagnetic showers. Particle detection by means of secondary emission of electrons at the MCP surface has long been proposed and is used extensively in ion time-of-flight mass spectrometers. What has not been investigated in depth is their use to detect the ionizing component of showers. The time resolution of MCPs exceeds anything that has been previously used in calorimeters and, if exploited effectively, could aid in the event reconstruction at high luminosity colliders. Several prototypes of photodetectors with the amplification stage based on MCPs were exposed to cosmic rays and to 491 MeV electrons at the INFN-LNF Beam-Test Facility. The time resolution and the efficiency of the MCPs are measured as a function of the particle multiplicity, and the results used to model the response to high-energy showers.
Characterisation of the LAPPD, a large area microchannel-plate PMT
Faculty of Chemistry and Chemical Engineering, University of Maribor（马里博尔大学化学与化工学院）；Jožef Stefan Institute（约瑟夫斯特凡研究所）；Faculty of Mathematics and Physics, University of Ljubljana（卢布尔雅那大学数学与物理学院）
High-precision beam profile measurement with a microchannel-plate detector in the high magnetic field of the WISArD experiment
Université de Bordeaux, CNRS/IN2P3, LP2i Bordeaux UMR5797（波尔多大学）；Université de Caen Normandie, ENSICAEN, CNRS/IN2P3, LPC Caen UMR6534（卡昂诺曼底大学）；Belgian Nuclear Research Centre SCK-CEN（比利时核研究中心SCK-CEN）；Center for Exotic Nuclear Studies, Institute for Basic Science（基础科学研究院奇异核研究数据中心）；KU Leuven, Instituut voor Kern- en Stralingsfysica（荷语鲁汶大学）
Development of a compact ExB microchannel plate detector for beam imaging
研制了一种电子束成像探测器，它是将延迟线读出的多条阳极耦合到E $\times$ B微通道板（MCP）探测器上。该探测器能够在一维空间测量束粒子的入射位置。为了评估空间分辨率，探测器由具有由一系列精确加工的狭缝组成的中间掩模的$α$源照射。测量的空间分辨率为520 $μ$ m FWHM，通过执行信号的FFT、抑制延迟线上的寄生信号以及要求最小信号幅度，将其提高到413 $μ$ m FWHM。当有限狭缝宽度的影响被去卷积时，413 $μ$ m FWHM的该测量的空间分辨率对应于334 $μ$ m FWHM的固有分辨率。为了了解测量的分辨率，探测器的性能与离子轨迹代码SIMION模拟。
Study of time and energy resolution of an ultra-compact sampling calorimeter (RADiCAL) module at EM shower maximum over the energy range 25 GeV $\leq$ E $\leq$ 150 GeV
Deep Diffused Avalanche Photodiodes for Charged Particles Timing
高亮度LHC（HL-LHC）的ATLAS和CMS的升级突出了物理对象计时作为解决束流交叉内主要相互作用的工具。由于预期的堆积是200左右，与r.m.s. 180 ps的时间扩展，需要大约30 ps的时间分辨率。对于桶和端盖区域，定时探测器将分别经历大约$Φ_{eq}=10^{14}$和$10^{15}$ cm $^{-2}$的1 MeV中子当量注量。在这方面的贡献，深扩散雪崩光电二极管（APD）的辐射监测设备生产的检查作为候选人的HL-LHC应用程序的定时探测器。为了提高探测器的定时性能，APD用于直接探测穿越的粒子，而不需要产生光的辐射体介质。具有$8\times8$ mm $^2$的有效面积的器件在射束测试中表征。使用光束望远镜和微通道板光电倍增管（MCP-PMT）测量作为检测器上的位置的函数的定时性能和信号特性。使用具有$2\times2$ mm $^2$的有效面积的器件来确定辐射损伤的影响，并使用ps脉冲激光来表征。这些探测器用高达$Φ_{eq}=10^{15}$ cm $^{-2}$的中子辐照。
Advanced Radio Frequency Timing AppaRATus (ARARAT) Technique and Applications
介绍了一种先进的电子射频定时器的研制。它是基于一个螺旋偏转器，它执行圆形或椭圆形扫描的千电子伏，通过500兆赫的射频场。通过将入射电子的时间分布转换为圆或椭圆上的命中位置分布，该装置实现了极其精确的定时。基于类似原理的条纹相机通常在ps和亚ps时域中操作，但具有相当慢的读出系统。在这里，我们报告的设备，其中的位置传感器，由微通道板和延迟线阳极，产生~ns的持续时间的脉冲，可以通过使用常规的快速电子处理。基于这种技术的光子传感器，射频光电倍增管（RFPMT），已被证明的时间分辨率约为10 ps和时间稳定度约为0.5 ps，半高宽。这使得该装置非常适合于时间相关单光子计数，其广泛用于生物样品的光学显微镜和断层扫描。该仪器首次应用于石墨烯量子态的寿命测量，目前正在A. I. Alikhanyan国家科学实验室（AANL）。其次是时间相关的扩散光学断层扫描，时间相关的受激发射损耗显微镜，混合FRET/STED纳米显微镜和飞行时间正电子发射断层成像的RFPMT的潜在应用的描述。
