The Upgrade of VERITAS with High Efficiency Photomultipliers
我们正在用新的高效光电倍增管升级切伦科夫望远镜的VERITAS阵列，这将大大降低仪器的能量阈值并提高整体灵敏度。升级将于2012年夏季完成，届时PMT将安装在现有摄像机上。我们讨论了新的光子探测器的性能和项目的状态。
2011-10-21 astro-ph.IM
Studies on a silicon-photomultiplier-based camera for Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes
成像大气切伦科夫望远镜（IACT）是一类专门用于基于探测伽马射线与地球大气相互作用中产生的切伦科夫辐射来对宇宙VHE伽马射线发射进行地面观测的仪器。这种仪器的关键要素之一是由光电探测器组成的像素化焦平面相机。迄今为止，光电倍增管（PMT）由于其高的光子探测效率（PDE）和快速的时间响应而一直是常见的选择。最近，硅光电倍增器（SiPM）作为替代物而出现。这种快速发展的技术在PDE方面有很大的潜力优于基于PMT的技术，这将进一步提高IACT的灵敏度，并降低每平方毫米探测器面积的价格。我们正在为MAGIC望远镜的焦平面相机开发一种基于SiPM的模块，以探索IACT的这种技术，该技术具有几平方米的大型焦平面相机。我们将描述我们正在探索的解决方案，以便使用光线跟踪模拟来平衡具有竞争力的性能和对整体MAGIC相机设计的最小影响。我们进一步提出了一个基于蒙特卡罗模拟的整体光吞吐量的比较研究，并考虑IACT的主要硬件元素的属性。
2017-01-13 astro-ph.HE astro-ph.IM
Comparison of Different Trigger and Readout Approaches for Cameras in the Cherenkov Telescope Array Project
切伦科夫望远镜阵列（Cherenkov Telescope Array，CTA）是下一代的地面观测站，用于观测能量在10 GeV到几百TeV之间的g射线。CTA目前处于高级设计阶段，将由不同尺寸的主焦点切伦科夫望远镜阵列组成，以确保从阈值到最高能量的适当能量覆盖。CTA阵列与双镜Schwarzschild-Couder望远镜的扩展计划，以提高阵列角分辨率在更广泛的fieldofview.We提出了一个端到端的蒙特卡洛比较触发概念的不同成像相机，将使用在切伦科夫望远镜。比较包括三个替代触发方案（模拟，多数，灵活的模式分析）为每一个相机的设计。该研究还讨论了读出系统的属性（电子器件的模拟带宽，读出窗口的时间长度）的影响，并使用离线簇射重建来研究对能量阈值和通量灵敏度等关键性能的影响
2013-07-18 astro-ph.IM
Performance Evaluation of Three Silicon Photomultiplier Detector Modules within the MAGIC Telescopes PMT-based camera
MAGIC是一个由两个成像大气切伦科夫望远镜（IACT）组成的系统，位于加那利群岛的拉帕尔马。每个望远镜的成像相机由1039个光电倍增管（PMT）组成。我们开发了三个探测器模块的基础上硅光电倍增器（SiPMs）的7个像素，机械和电子兼容的MAGIC相机中使用的。这些原型模块安装在成像相机中的PMT旁边，并并行操作。为了实现类似的每像素有效面积，我们使用七到九个SiPM来产生复合像素。一个这样的像素内的SiPM信号被主动地相加以保持快速信号脉冲形状。测试两种不同的PCB设计的热性能。我们提出了我们的模拟切伦科夫和光的夜空（LoNS）的响应。基于这些，我们计算该成像应用的信噪比（SNR）。我们将我们的期望与基于SiPM的检测器模块之一的测量进行比较。
2022-11-02 astro-ph.IM
FANSIC: a Fast ANalog SiPM Integrated Circuit for the readout of large silicon photomultipliers
本文提出FANSIC专用集成电路，通过有源求和级将大型SiPM划分为较小区域并利用高输入带宽实现3–5 ns快速响应，从而降低热噪声和非相关噪声影响，解决大型SiPM读出的关键限制。
2025-03-12 astro-ph.IM physics.ins-det
The readout system of the MAGIC-II Cherenkov Telescope
在这方面的贡献，我们描述了硬件，固件和软件组件的读出系统的MAGIC-II切伦科夫望远镜在加那利群岛的拉帕尔马。PMT模拟信号通过光纤从MAGIC-II摄像机传输到80米外的计数室，在那里它们被路由到新的高带宽和完全可编程的接收器板（MONSTER），该接收器板将信号从光信号转换回电信号。然后，信号被分离，一半提供给一级触发系统的输入信号，而另一半被发送到数字化单元。快速切伦科夫脉冲由低功耗多米诺环形采样器芯片（DRS 2）采样，并暂时存储在1024个电容器的阵列中。信号以2 GSample/s的超快速度进行采样，从而可以非常精确地测量所有像素中的信号到达时间。然后，通过外部ADC以40 MHz的速度读出，以12位分辨率对它们进行数字化。多米诺采样器集成在新设计的夹层中，夹层配备了一套14个多用途PULSAR板。最后，数据通过S-LINK光学接口发送到单个计算机。整个DAQ硬件通过VME接口进行控制，并由慢速控制软件程序（MIR）进行操纵。数据采集软件程序（DAQ）最后进行事件构建和数据存储。
2009-07-02 astro-ph.IM
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
TARGET: toward a solution for the readout electronics of the Cherenkov Telescope Array
TARGET是一种专用集成电路（ASIC），旨在读出利用大气簇射切伦科夫辐射成像的甚高能伽马射线望远镜相机中的光电传感器记录的信号。目标功能包括高速率采样（通常为1 GSample/s）、数字化和触发四个相邻像素的总和。小尺寸、每个ASIC（16）读出的通道数多、每个通道的成本低、触发延迟的深度缓冲（在1 GSample/s时约为16 $μ$ s）使得TARGET非常适合于具有大量望远镜的系统中的读出，这些望远镜配备有紧凑型光电传感器，如多阳极或硅光电倍增器与双镜光学器件的组合。这种系统的可能优点是更好的灵敏度、更大的视场和改进的角分辨率。最新的两代TARGET ASIC TARGET 5和TARGET 7即将首次用于切伦科夫望远镜阵列（CTA）项目框架内提出的两个小型和中型双镜望远镜原型。在这篇文章中，我们报告了目标ASIC的性能，并讨论了未来的发展。
2015-12-18 astro-ph.IM
Upgrade of the VERITAS Cherenkov Telescope Array
VERITAS切伦科夫望远镜阵列自2007年秋季以来一直在全面运作，并已达到或超过其设计规格。我们正在准备一项升级计划，目标是降低能量阈值并提高VERITAS在所有可获得能量下的灵敏度。在升级的基线计划中，我们将重新安置四个望远镜中的一个，用更高效率的光电倍增管取代光电传感器，并安装一个新的触发系统。此外，在升级的增强方案中，我们预计将建造第五台望远镜并安装主动反射镜对准系统。
2009-07-28 astro-ph.IM
Novel Silicon Photomultipliers suitable for Dual-Mirror Small-Sized Telescopes of the Cherenkov Telescope Array
硅光电倍增器（SiPMs）的许多特性，如高的光子探测效率（PDE），都很好地满足了切伦科夫望远镜阵列（Cherenkov Telescope Array）对小型望远镜（SST）摄像机的要求。事实上，与单个反射镜相比，双反射镜史瓦西耦合器配置在大视场上提供了好得多的点扩散函数。它允许更好地校正大离轴角的像差，并有利于紧凑型望远镜的构造。此外，尽管SiPM探测器的像素尺寸很小，但双镜SST的小板尺度允许使用SiPM探测器。与光电倍增管相比，这些传感器还有两个优势：低成本和在非常高的夜空背景（NSB）光水平下观察而不会造成任何损坏。然而，SiPM性能需要改进的一个领域是光学串扰（OCT），其中多个雪崩由单个撞击光子引起。OCT，再加上切伦科夫观测期间每像素25 MCnts/s的典型NSB速率，可能会对相机的触发能力造成严重限制。介绍了日本滨松光电公司生产的新型低压反向（LVR）第二代和第三代多像素光子计数器的性能。这些都被设计为具有增强的PDE和减少OCT。两个7 × 7 mm 2 S14520 LVR 2 MPPC与75 μ m微单元进行测试，并与相同的像素大小与50 μ m微单元的探测器进行比较。还进行了3 × 3 mm 2 S14520 LVR 2设备和S14520 LVR 3设备的比较分析，证明LVR 3在240 - 380 nm波长范围内提供更好的光子检测。最后分析了红外滤光片…
2018-08-23 astro-ph.IM hep-ex
Development of an advanced SiPM camera for the Large Size Telescope of the Cherenkov Telescope Array
硅光电倍增器（SiPM）已成为切伦科夫望远镜阵列（CTA）小型望远镜（SST）相机的基本选择。另一方面，SiPM在该领域相对较新，覆盖大表面并以高数据速率运行仍然是超越光电倍增管（PMT）的挑战。与PMT相比，在近红外和更长信号中的更高灵敏度导致SiPM的夜空背景率更高。然而，SiPM的鲁棒性代表了一个独特的机会，以确保长期运行，低维护和更好的占空比PMT。用于大型望远镜的拟议相机将具有0.05度像素，低功耗和快速前端电子设备以及全数字读数。在这项工作中，我们提出了专门的模拟和数据分析的性能估计的状态。的设计特点和不同的策略，确定，到目前为止，以满足苛刻的要求和提高性能的描述。
2021-08-23 astro-ph.IM
Study of silicon photomultipliers for the readout of scintillator crystals in the proposed GRIPS γ-ray astronomy mission
高能天文学在未来十年的最高优先事项之一是在硬X射线/软γ射线（10-600 keV）和中能γ射线（0.2-80 MeV）波段进行灵敏的探测。历史上，软和中能γ射线波段的观测一直是使用基于光电倍增管（PMT）读出的无机闪烁器的探测器进行的。这些观测受到传统闪烁体材料（如碘化钠和碘化铯）的能量和时间分辨率不高以及笨重、易碎、高压光电倍增管对任务资源的要求的限制。新的闪烁体材料（如LaBr 3：Ce，L（Y）SO）和新的闪烁光读出装置（如硅光电倍增器）的开发方面的最新技术进展有望大大提高未来基于闪烁体的γ射线望远镜的观测能力，同时保持闪烁体仪器的相对简单性、可靠性、大收集量和低成本。我们目前的初步研究结果的使用硅光电倍增器的热量计模块设计的建议GRIPS天体物理学任务。
2013-02-23 astro-ph.IM physics.ins-det
A Compact High Energy Camera for the Cherenkov Telescope Array
紧凑型高能相机（CHEC）是一个相机开发项目，涉及英国，美国，日本和荷兰的切伦科夫望远镜阵列（CTA）的双镜小型望远镜（SST-2 M）研究所。两个CHEC原型，基于不同的光传感器的资金，并将在未来18个月内在英国组装和测试。CHEC被设计为记录持续几纳秒到一百纳秒的切伦科夫光的闪光，典型的RMS图像宽度和长度为~0.2 x 1.0度，并且具有9度视场。相机的物理几何形状由望远镜光学系统决定：需要一个曲率半径为曲率半径1米、直径约35厘米的弯曲焦面。CHEC的设计与ASTRI和GATE SST-2 M望远镜结构一起工作，并将包括一个内部LED闪光系统用于校准。第一个CHEC原型将基于多阳极光电倍增器（MAPM），第二个基于硅光电倍增器（SiPM或MPPC）。第一个原型将很快安装在应科院SST-2 M原型结构上。埃特纳火山
2013-07-10 astro-ph.IM
Simulations of a Distributed Intelligent Array Trigger for the Cherenkov Telescope Array
预计即将到来的切伦科夫望远镜阵列（CTA）将包括一些使用双镜Schwarzschild-Couder配置建造的中型望远镜。这些望远镜将使用包括多个$10^{4}$单独读出通道的密集像素化相机对宽（$8^{\circ}$）视场进行采样。与预期的单望远镜触发率一致的读出频率将导致相当大的数据速率。为了改善这些数据速率，一种新的，硬件级的分布式智能阵列触发器（DIAT）的设想。DIAT的一个副本在每个望远镜上自动运行，并使用来自附近望远镜的有限子集的简化元数据来否决相机读出之前的事件。我们提出的蒙特卡罗模拟的结果，评估的“视差宽度”的有效性，可以使用的DIAT，以有效地区分真正的伽马射线发起的事件和不需要的背景事件，由强子宇宙射线发起的。
2015-09-03 astro-ph.IM
Silicon photomultiplers in Very High Energy gamma-ray astrophysics
在过去的十年中，硅光电倍增器（SiPM）在实验和应用中占据了一席之地，其中光电倍增管在几十年中一直是占主导地位的光电传感器。用于甚高能（VHE，E $>$ 50 GeV）伽马射线天文学的成像大气切伦科夫望远镜（IACT）也经历着同样的过程。到目前为止，FACT是唯一使用SiPM的IACT。在切伦科夫望远镜阵列（CTA）中，下一代VHE伽马射线天文台计划建造至少70台配备SiPM的望远镜。第一批原型已经建成，目前正在试运行。在这里，我们讨论了一些VHE伽马射线天文学中使用SiPM的优点和缺点，并提供了一个简短的概述不同的发展有关的使用SiPM在IACT。
2020-05-14 astro-ph.IM
An Efficient Test Facility For The Cherenkov Telescope Array FlashCam Readout Electronics Production
切伦科夫望远镜阵列（CTA）是计划中的下一代地面伽马射线天文学仪器，目前正在由一个世界性的财团进行筹备。FlashCam小组正在为CTA的中型望远镜准备一个基于光电倍增管的相机，带有全数字读出系统（ROS）。对于即将大量生产的相机，目前正在开发所有组件的有效测试程序。我们在这里报告的ROS组件的测试设施。已经开发了测试设置和例程，并且该设置的早期版本已成功用于在2016年1月测试FlashCam相机原型的ROS的重要部分。测试设置及其组件和接口，以及第一个结果，在这里。
2016-10-14 astro-ph.IM physics.ins-det
Construction of a Medium-Sized Schwarzschild-Couder Telescope for the Cherenkov Telescope Array: Implementation of the Cherenkov-Camera Data Acquisition System
一个中型的Schwarzchild-Couder望远镜（SCT）正在开发中，作为Cherenkov望远镜阵列（CTA）的可能扩展。该望远镜的切伦科夫照相机设计为具有11328个硅光电倍增器像素，能够捕捉大气层中空气簇射的高分辨率图像。大量的像素和高触发速率（> 5 kHz）相结合的预期，这台望远镜的结果在几个Gbps的数据吞吐量。这对用于处理和存储这些数据的数据采集系统的设计和性能提出了挑战性的要求。一个原型SCT（pSCT）的部分相机包含1600个像素，覆盖2.5 x 2.5平方度的视野，正在组装的F. L。惠普尔天文台。本文介绍了螺旋CT数据采集系统的设计和现状。
2015-09-02 astro-ph.IM
Monte Carlo Studies of the GCT Telescope for the Cherenkov Telescope Array
GCT是一种创新的双镜解决方案，适用于CTA的小型望远镜，能够成像从低于TeV到数百TeV的初级宇宙伽马射线。由次级光学器件产生的减小的板尺度允许使用紧凑的光电传感器，包括多阳极光电倍增管或硅光电倍增器。我们展示了使用软件包CORSIKA和Sim_telarray的蒙特卡罗模拟的初步结果，比较了每种光电传感器类型的相对性能。我们还研究了二次光学的光学性能，图像分辨率和相机响应方面的效果。随着原型结构和相机的持续调试，我们提出了GCT的初步预期性能。
2015-08-25 astro-ph.HE astro-ph.IM
Commissioning and Performance of CHEC-S -- a compact high-energy camera for the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列（CTA）将呈现伽马射线天文学的下一个飞跃，超越目前的能量前沿，探测300 TeV以上。这一能力由70个小型望远镜（SST）提供。SST分布在4平方公里的阵列中，以探测由最高能量的伽马射线产生的罕见但明亮的切伦科夫簇射。一种建议的SST相机设计是紧凑型高能相机（CHEC）。其紧凑和弯曲的焦平面设计是为双镜Schwarzschild-Couder望远镜量身定制的，使其与SST的三个望远镜提案中的两个兼容。CHEC的最新设计（称为CH-S）利用了硅光电倍增器（SiPM）;这是传统光电倍增管的一种有吸引力的替代品，可在紧凑的像素上提供更高的光子检测效率和大动态范围的光电子计数分辨率。然而，SiPM受到光学串扰现象的影响，这降低了分辨入射在光电传感器上的光子数量的能力。此外，ST-S还具有纳秒采样分辨率的全波形读出功能，并具有灵活的触发方案。这是由目标（TeV阵列读出GSa/s采样和事件触发器）模块连接到SiPM促进。本文介绍了CTS-S的概念和技术设计，并显示了与CTA相机所需标准相匹配的关键性能结果。的SiPM的光学串扰所造成的限制是突出的，和预期的性能与最近的迭代的光电传感器技术也被证明。
2019-07-22 astro-ph.IM
Improved performances of the NectarCAM, a Medium-Sized Telescope Camera for the Cherenkov Telescope Array
NectarCAM是一种用于探测80 GeV至30 TeV切伦科夫光的相机。它将装备切伦科夫望远镜阵列天文台（CTAO）的中型望远镜。该相机由265个模块组成，覆盖8度的视野。每个模块由7个配备光导的光电倍增管（PMT）和一个执行数据捕获的前端板组成。NectarCAM基于NECTAr芯片，该芯片结合了1GHz采样的开关电容阵列和12位模数转换器（ADC）。NectarCAM相机目前正在CEA Paris-Saclay（法国）进行集成。在这方面的贡献，我专注于正在进行的性能测试，其表征和校准部署前的CTAO北网站。
2022-04-27 astro-ph.IM
Balloon Flight Test of a Compton Telescope Based on Scintillators with Silicon Photomultiplier Readouts
我们提出的第一个高空气球飞行试验的结果的概念，先进的康普顿望远镜利用现代闪烁体材料与硅光电倍增器（SiPM）读数。在高能天文学和太阳物理学领域需要能够进行灵敏观测的新的中能伽马射线（~0.4 - 10 MeV）探测器。具有SiPM读数的基于快速闪烁体的康普顿望远镜是对该仪器挑战的有希望的解决方案，因为闪烁体的快速响应允许通过飞行时间（ToF）辨别来拒绝背景。太阳康普顿望远镜（SolCompT）原型的设计是为了证明这项技术在气球飞行条件下的稳定性能。SolCompT仪器是一个简单的双元件康普顿望远镜，由一个大约1英寸的圆柱形芪晶体作为散射探测器和一个1英寸的立方LaBr 3：Ce晶体作为量热计探测器组成。两个闪烁体探测器均由Hamamatsu S11828-3344 MPPC装置的2 × 2阵列读出。定制前端电子器件提供最佳信号上升时间和线性度，定制电源自动调整SiPM偏置电压，以补偿温度引起的增益变化。一个标记的校准源，包括~240 nCi的钴-60嵌入塑料闪烁体，被放置在视野中，并提供了一个已知的伽马射线源，以测量飞行。SolCompT气球有效载荷于2014年8月24日从新墨西哥州的萨姆纳堡发射，并在约123，000英尺的漂浮高度上花费了约3.75小时。该仪器在整个飞行过程中表现良好。在对小的（~10%）残余增益变化进行校正后，我们测量到飞行中ToF分辨率为~760 ps（FWH…
2016-02-24 astro-ph.IM physics.ins-det
Light Sensor Candidates for the Cherenkov Telescope Array
我们报告用于下一代成像大气切伦科夫望远镜项目称为切伦科夫望远镜阵列，一个主要的天体粒子物理项目，约100望远镜，目前处于原型阶段的候选光传感器的表征。我们的目标是与制造商一起开发最好的光传感器（最高的光子检测效率，最低的串扰和后脉冲）。这些望远镜的照相机将以经典的超双碱光电倍增管为基础，但硅光电倍增器也是候选的光传感器。对选定的传感器进行了全面表征。我们正在与几家制造商密切联系，向他们提供反馈并提出改进建议。
2011-12-14 astro-ph.IM hep-ex nucl-ex
Calibration and performance of the readout system based on switched capacitor arrays for the Large-Sized Telescope of the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列（Cherenkov Telescope Array，CTA）是下一代地面甚高能伽马射线天文台。CTA的大型望远镜（LST）设计用于探测20 GeV到几TeV之间的伽马射线，其反射镜直径为23米。我们已经开发了第一个LST的焦平面相机，它具有1855个光电倍增管（PMT）和读出系统，该系统使用开关电容阵列在GHz处对PMT波形进行采样，Domino Ring Sampler ver4（DRS 4）。为了精确测量切伦科夫信号的脉冲电荷和到达时间，提出了一种标定DRS4输出电压和采样时间间隔的方法，以及一种校正DRS4尖峰噪声的分析方法。自2018年第一台LST启用以来，我们进行了调试测试并校准了相机。我们的特点是在各种条件下的夜空背景下，每个像素的电荷分辨率，整个相机的电荷均匀性，和时间分辨率与测试脉冲和校准激光的电荷基座的相机。
2022-03-13 astro-ph.IM
Testing the new QSM-6M optical module with the NEVOD Cherenkov water detector
本文讨论了研究中微子望远镜光学组件对切伦科夫水探测器NEVOD记录的各类事件响应特性的方法。本文介绍了用滨松R877光电倍增管对一个光学组件在单μ子事件和高能沉积事件中的测试结果。
2021-10-06 astro-ph.IM 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
Development of the Photomultiplier-Tube Readout System for the CTA Large Size Telescope
我们研制了切伦科夫望远镜阵列（CTA）大尺寸望远镜（LST）的光电倍增管（PMT）读出系统样机。两千个光电倍增管及其读出系统被安排在每个望远镜的焦平面上，每个7-PMT集群有一个读出系统。空气簇射产生的切伦科夫光脉冲由光电倍增管检测，并在一个紧凑、低噪声和宽动态范围的增益模块中放大。然后，使用Domino Ring Sampler DRS 4（Paul Scherrer Institute开发的模拟存储器ASIC）以GHz量级的采样率对该模块的输出进行数字化。采样器每个通道有1,024个电容器，四个通道级联以增加深度。在系统中产生触发后，存储在电容器中的电荷由外部慢速采样ADC数字化，然后通过千兆以太网传输。板载FPGA控制DRS 4、触发阈值和以太网传输。此外，为7-PMT集群提供高电压的Cockcroft-Walton电路的控制和监测由同一FPGA执行。一个名为Dragon的原型已经成功地以2 GHz的速率采样PMT信号，并产生单光电子谱。
2013-07-12 astro-ph.IM physics.ins-det
NectarCAM, a camera for the medium sized telescopes of the Cherenkov Telescope Array
NectarCAM是切伦科夫望远镜阵列（CTA）的中型望远镜的相机，其核心能量范围为~100 GeV至~30 TeV。它采用模块化设计，基于NECTAr芯片，核心是GHz采样开关电容阵列和12位模数转换器。该相机将配备265个7光电倍增管模块，覆盖8度视场。每个模块包括光电倍增管底座、高压电源、前置放大器、触发器、读出器和以太网收发器。记录的事件持续几纳秒到几十纳秒。讨论了相机的预期性能。NectarCAM组件的原型已经建成，以验证设计。一个19模块的微型相机的初步结果，以及未来的计划，建设和测试一个全尺寸的相机。
2016-10-13 astro-ph.HE astro-ph.IM
Direct Comparison of SiPM and PMT Sensor Performances in a large-size imaging air Cherenkov telescope
本文通过在MAGIC望远镜中安装基于SiPM的探测器模块，在夜空背景噪声下直接比较了SiPM与PMT的性能，为IACTs传感器升级提供了实测依据。
2024-04-22 astro-ph.IM
Development of a SiPM Pixel Prototype for the Large-Sized Telescope of the Cherenkov Telescope Array
面向 CTA 大型望远镜的先进 SiPM 相机需求，本文设计并验证了重设前置放大与偏置控制、复用数字化和触发级的原型相机模块。
2023-07-11 astro-ph.IM
FlashCam: a fully-digital camera for the medium-sized telescopes of the Cherenkov Telescope Array
FlashCam小组目前正在为切伦科夫望远镜阵列（CTA）的中型望远镜（MST）准备基于光电倍增管的相机。这些相机是围绕FlashCam读出概念设计的，这是切伦科夫相机的第一个全数字读出系统，基于商业FADC和FPGA作为前端电子模块的关键组件，以及高性能相机服务器作为后端。本文介绍了目前正在建设中的全尺寸FlashCam相机原型的进展，以及早期演示设置所获得的性能结果。还简要介绍了现场制作和实施FlashCams的计划。
2015-09-08 astro-ph.IM
CHEC: A Compact High Energy Camera for the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列将提供前所未有的灵敏度和角分辨率的伽马射线跨越数量级的能量。在1 TeV以上到300 TeV左右，小型望远镜阵列（SST）将覆盖地面上的几公里。紧凑型高能相机（CHEC）是SST相机的建议选项。CHEC包含2048个像素，物理尺寸约为6 mm x 6 mm，导致超过8度的视场。基于定制ASIC（TARGET）和FPGA的电子器件以每秒千兆采样的速度对输入信号进行采样，并提供灵活的触发方案。每个事件中每个像素的波形以每秒超过600个事件的速度无损失地读出。位于巴黎默东的望远镜原型在2015年底使用第一个CHEC原型从空气淋浴中看到了第一个切伦科夫光。CHEC的研究和开发目前集中在利用最新一代的硅光电倍增器（SiPM）。
2017-11-30 astro-ph.IM
Muon tagging on the Backend-Electronics of CHEC-S -- a compact high-energy camera for the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列（CTA）将是未来几十年内极高能（VHE）γ射线天文学的领先地面观测站。它的南部站点将拥有大约70个小型望远镜（SST），这些望远镜将确定CTA在1至300 TeV之间的γ射线能量的灵敏度。SST照相机的设计方案之一是基于硅光电倍增器的紧凑型高能照相机（Compact High-Energy Camera，缩写为SE-S）。BEE-S的后端电子设备（BEE）将相机前端模块互连，提供电源和时钟分配、聚合、路由和数据时间戳，最重要的是它实现了相机触发系统。一种新的技术来标记μ子使用该系统的能力已经开发，研究和比较不同的算法，如圆拟合，机器学习和简单的像素计数。这篇文章描述了BEE的设计，并介绍了这种μ子标签的性能和使用它的其他切伦科夫望远镜类型的CTA的前景。
2019-07-23 astro-ph.IM
The Medium Size Telescopes of the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列（Cherenkov Telescope Array，CTA）是计划用于地基伽马射线天文学的下一代仪器，覆盖光子能量范围为~20 GeV至100 TeV以上。CTA将由100台三种尺寸的望远镜组成，安装在北半球和南半球的两个地点。这一贡献涉及12米中型望远镜（MST）有一个单一的镜子（修改戴维斯棉花，DC）的设计。在CTA阵列的基线设计中，南部的25个MST和北部的15个MST在100 GeV至10 TeV的核心能量范围内为CTA提供了必要的灵敏度。DC-MST将配备基于光电倍增管（PMT）的相机。这些焦平面仪器有两种选择，将由FlashCam和NectarCAM子集团提供。在这方面的贡献，一个简短的介绍项目和他们的地位。
2016-10-10 astro-ph.IM
Design of light concentrators for Cherenkov telescope observatories
切伦科夫望远镜阵列（CTA）将是世界上有史以来最大的宇宙伽马射线探测器。它将安装在南北半球的两个不同地点，应可运行约30年。为了覆盖所需的能量范围，CTA通常由50-100个不同尺寸（直径从6米到24米）的收集望远镜组成。它们中的大多数都配备了一个焦平面相机，由1500至2000个配备聚光光学器件的光电倍增管（PM）组成，其双重功能是最大限度地提高光电传感器检测到的切伦科夫光的量，并阻止任何来自地面环境的杂散光。设计了两种不同的光学解决方案，分别基于复合抛物面聚光器（CPC）和纯折射聚光透镜。在本通讯中，描述了所有这些聚光器的技术规格，光学设计和不同解决方案的性能。他们的原型活动的现状也给出了。
2013-10-30 astro-ph.IM
Development of a SiPM Camera for a Schwarzschild-Couder Cherenkov Telescope for the Cherenkov Telescope Array
我们提出了一种新的11328像素的硅光电倍增器（SiPM）相机的发展与地面切伦科夫望远镜与Schwarzschild耦合器光学作为一个可能的中型望远镜的切伦科夫望远镜阵列（CTA）使用。精细像素化的相机采样空气簇射图像，其光学分辨率是当前切伦科夫望远镜中使用的相机的两倍多。更高分辨率的优点是更好地重建事件，从而改善背景抑制和重建伽马射线事件的角分辨率，这对于例如银河粒子加速器的形态研究和寻找河外源周围的伽马射线晕至关重要。将如此大量的像素封装到仅半平方米的区域中，并将快速读数直接连接到传感器的背面是一项具有挑战性的任务。对于原型相机开发，使用来自Hamamatsu的具有硅通孔（TSV）技术的SiPM。我们给出了相机设计的状态报告，并强调了一些技术进步，使这一发展成为可能。
2015-09-08 astro-ph.IM
Study on the gain and photon detection efficiency drops of silicon photomultipliers under bright background conditions
本文研究明亮夜空背景下SiPM增益和光子探测效率下降的机理，提出APD饱和、硅温度升高和保护电阻电压降三个关键因素，并通过最高1 GHz/pixel的背景实验验证了其对增益与探测效率乘积的定量影响。
2023-09-18 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
Towards final characterisation and performance of the GCT prototype telescope structure for the Cherenkov Telescope Array
伽玛射线切伦科夫望远镜（GCT）是一种创新的双镜解决方案，为未来切伦科夫望远镜阵列（CTA）的小尺寸望远镜提出，能够成像宇宙伽玛射线引起的簇射，能量从几TeV到300 TeV。望远镜光学设计所基于的Schwarzschild Couder设计使得快速望远镜（主镜直径4 m，焦距2.3 m）的构造成为可能，该望远镜具有与紧凑的光电传感器（例如用于相机的多阳极或硅光电倍增器（分别为MAPM和SiPM））良好匹配的板尺度。2015年11月，巴黎天文台Meudon站点上的原型GCT使用基于MAPM的相机首次看到来自空气簇射的切伦科夫光。在这方面的贡献，我们首先报告的原型GCT望远镜的性能在其评估阶段。其次，我们在2017年春季举行的观测活动中展示了望远镜配置。最后，我们描述的望远镜结构的研究，如指向和跟踪性能。
2017-09-12 astro-ph.IM
Calibration of Photomultiplier Tubes for the Fluorescence Detector of Telescope Array Experiment using a Rayleigh Scattered Laser Beam
我们进行了光度校准的光电倍增管（PMT）和读出电子用于新的荧光探测器的望远镜阵列（TA）实验使用瑞利散射光子从脉冲氮激光束。实验装置，测量程序，校准的结果进行了说明。校准的总系统不确定度估计为7.2%。一个额外的不确定度为3.7%的引入由校准的PMT从实验室到TA实验场所的运输。
2012-03-29 astro-ph.IM physics.ins-det
Towards SiPM camera for current and future generations of Cherenkov telescopes
到目前为止，目前的地基成像大气切伦科夫望远镜（IACT）在最佳情况下的能量阈值在~30至50 GeV（H.E.S.S.）范围内。（二）魔术望远镜。最低能量的伽玛射线簇射产生低光强图像，不能有效地从强子背景的主导图像中分离出来。在较低能量下提高望远镜性能的一种具有成本效益的方法是使用具有优越光子探测效率（PDE）的新型光电传感器。目前最好的市售超双碱光电倍增器（PMT）具有约30- 33%的PDE，而来自某些制造商的硅光电倍增器（SiPM，也称为MPPC，GAPD）显示出约40- 45%的光子检测效率。使用这些器件可以降低仪器的能量阈值，并且由于SiPM的固有特性（例如极好的单光电子分辨率）可以改善背景抑制。与光电倍增管相比，SiPM更紧凑，响应速度快，工作电压低，对磁场不敏感。SiPM可以在高背景照明下操作，这将允许在部分月光、黄昏和黎明期间也操作IACT，从而增加仪器占空比。我们正在测试切伦科夫望远镜的SiPM，如MAGIC和CTA。在这里，我们将概述我们的设置和第一次测量，我们在德国慕尼黑和西班牙巴塞罗那的两个独立实验室进行。
2014-10-19 astro-ph.IM physics.ins-det
An image-based array trigger for Imaging Atmospheric Cherenkov Telescope Arrays
预计即将到来的下一代大气切伦科夫望远镜阵列将包括一些使用双镜Schwarzschild-Couder配置建造的中型望远镜。这些望远镜将使用包括多个$10^{4}$单独读出通道的密集像素化相机对宽（$8^{\circ}$）视场进行采样。与预期的单望远镜触发率一致的读出频率将导致相当大的数据率。为了改善这些数据速率，一种新的，硬件级的分布式智能阵列触发器（DIAT）的设想。DIAT的副本在每个望远镜处自主操作，并使用来自附近望远镜的有限子集的分辨率降低的成像数据来否决相机读出之前的事件{以及集中存储或聚合所需的相机数据的任何后续网络传输}。我们提出的蒙特卡罗模拟的结果，评估的“视差宽度”的有效性，可以使用的DIAT，以有效地区分真正的伽马射线发起的事件和不需要的背景事件，由强子宇宙射线发起的。
2018-02-15 astro-ph.HE astro-ph.IM
High-speed single-photoelectron detection for Cherenkov astronomy
University of Geneva（日内瓦大学）
本文提出了一种定制的SiPM传感器和前端应用专用集成电路，实现了低噪声、可扩展的单光子电子分辨和纳秒级时间分辨，适用于大气切连夫望远镜成像。
2026-05-11 astro-ph.IM cs.SY eess.SY
Performance of the INFN Camera calibration device of the first Large Size Telescope in the Cherenkov Telescope Array
$10^{\rm th}$ 2018年10月，在西班牙拉帕尔马加那利岛Observatorio del Roque de los Muchachos的切伦科夫望远镜阵列（CTA）北部站点开始调试第一台大尺寸望远镜（LST）原型。对于精确的事件能量重建，LST相机需要在大的动态范围内进行均匀且恒定的校准，直到$10^{4}$光电子（p.e.），对于每个摄像机光电倍增管（PMT）。本文介绍了LST-1相机标定系统（CaliBox）在第一次调试期间的性能，并提供了光平场测量的初步结果
2019-09-18 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Camera and Readout for the Trinity Demonstrator and the EUSO-SPB2 Cherenkov Telescope
本文介绍了一款用于探测掠地 PeV 至 EeV 级 tau 中微子的模块化硅光电倍增管相机，详细阐述了为 Trinity Demonstrator 和 EUSO-SPB2 制造的两台液冷相机的概念设计、硬件配置及表征测试与校准结果。
2024-06-12 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
FlashCam: A fully digital camera for the Cherenkov Telescope Array
FlashCam是一个切伦科夫相机开发项目，围绕一个全数字触发和读出方案，智能，数字信号处理，和一个“水平”架构的机电实现。基于商用FADC和FPGA作为关键组件的全数字方法提供了一种选项，只需更改FPGA上的固件，即可使用相同的硬件轻松实现不同类型的触发以及数字化和读出场景。同时，通过在FPGA中对高幅度信号进行压缩和信号处理，实现了每个像素单个读出通道中低幅度信号的大动态范围和高分辨率。前端模块到摄像机服务器的读出是使用标准以太网交换机基于以太网的。在其当前的实现中，数据传输和后端处理速率达到了约3.8千兆比特/秒。再加上FPGA上的无死区前端事件缓冲，这使得相机能够以高达几十kHz的触发速率工作。在FlashCam的水平结构中，光子探测器平面（PDP）由光子探测器、前置放大器、高压、控制和监测系统组成，是一个独立的单元，通过模拟信号传输连接到数字读出系统。FlashCam的水平集成不仅可以提高成本效益，还可以使具有不同类型光子探测器的PDP适应FlashCam读出系统。本文介绍了FlashCam的概念，它的验证过程，并实现了12米级CTA望远镜与PMT为基础的PDP。
2013-07-13 astro-ph.IM physics.ins-det
Schwarzschild-Couder Telescope for the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列（CTA）是伽马射线天文学的下一个主要地面观测站。利用CTA，将在几十GeV至100 TeV的极高能量伽马射线范围内研究伽马射线源，其灵敏度比当前一代仪器高出10倍。我们讨论了拟议中的美国CTA的贡献，包括成像大气切伦科夫望远镜与Schwarzschild-Couder（SC）光学。SC望远镜的主要特点是8度的宽视场，一个精细像素化的相机，硅光电倍增器作为光子探测器，以及一个紧凑和节能的1 GS/s读出。本文讨论了光学系统和相机的发展。
2014-07-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Gamma-ray Cherenkov Telescope for the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列（Cherenkov Telescope Array，CTA）是一个即将建立的甚高能伽马射线地面观测站。CTA将由北半球和南半球的两个成像大气切伦科夫望远镜阵列组成，并将结合不同类型的望远镜，以实现前所未有的性能和能量覆盖范围。伽玛射线切伦科夫望远镜（GCT）是CTA提出的小型望远镜之一，用于探索从几TeV到数百TeV的能量范围，视场$\gtrsim 8^\circ$和角分辨率为几角分。GCT的设计采用了双镜Schwarzschild-Couder光学器件和基于密集像素光电探测器的紧凑型相机以及定制电子器件。在这方面的贡献，我们提供了一个GCT项目的概述，重点是原型开发和测试，目前正在进行中。我们介绍了2015年底在巴黎-默东天文台进行的第一次望远镜活动期间获得的结果，在此期间，我们用GCT多阳极光电倍增管相机原型记录了来自大气阵雨的第一批切伦科夫图像。我们还讨论了第二个GCT相机原型的发展与硅光电倍增器作为光传感器，并计划朝着实现CTA的贡献。
2016-10-05 astro-ph.HE astro-ph.IM
Development of a Cherenkov Telescope for the Detection of Ultrahigh Energy Neutrinos with EUSO-SPB2 and POEMMA
IceCube对天体物理中微子的探测和对超高能宇宙射线源模型的约束潜力为研制观测$10^7$ GeV以上中微子的仪器提供了动力。在探测超高能中微子的不同技术中，有一种是掠地技术。它利用了这样一个事实，即地球内部的τ中微子相互作用产生的τ可以从地面出现，并在大气中引发向上的粒子雨。粒子簇射和中微子可以通过测量簇射粒子的切伦科夫辐射和射电辐射来重建。在本报告中，我们讨论了我们正在进行的用于探测τ中微子的切伦科夫望远镜的开发，该望远镜将部署在极端宇宙空间天文台超压气球2（EUSO-SPB 2）上，并且是拟议的极端多信使天体物理学探测器（POEMMA）任务的前体实验。POEMMA的目标是探测来自低地球轨道的高能宇宙射线和高能中微子。EUSO-SPB 2的1 m $^2$切伦科夫望远镜将使用硅光电倍增器，该光电倍增器耦合到基于TPC通用电子公司（AGET）开关电容器环形采样器ASIC的100 MS/s读出器。我们提出的光学，从我们的研究结果，以限定读出的概念和光子探测器和读出到望远镜的机械集成的设计。
2019-07-20 astro-ph.IM physics.ins-det
The calibration of the first Large-Sized Telescope of the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列（CTA）代表了下一代非常高能量的伽马射线天文台，它将以前所未有的灵敏度提供从20 GeV到300 TeV的伽马射线的广泛覆盖。CTA将使用三种不同尺寸的望远镜，直径为23米的大型望远镜（LST）将提供最低能量至20 GeV的灵敏度。第一个LST原型于2018年10月在La Palma（西班牙加那利群岛）揭幕，并已进入调试阶段。LST的相机由265个PMT模块组成。每个模块都配备了七个高量子效率的光电倍增管（PMT）、一个慢速控制板和一个读出板。确保相机的高均匀性和精确表征是LST相机实现最佳性能和低系统不确定性的关键方面。因此，在现场安装之前，我们对所有PMT模块进行了质量检查。此外，光通量的绝对校准对于重建望远镜接收的光量至关重要。光的数量受大气、望远镜光学系统和相机的影响，并且可以使用宇宙射线μ子产生的环形图像进行校准。在这方面的贡献，我们将展示的PMT模块和现场校准使用μ子环的非现场质量控制的结果。我们还将重点介绍硅光电倍增器模块的开发状况，该模块可被视为PMT模块的替代品，以进一步改进相机。
2019-07-22 astro-ph.HE astro-ph.IM
Inauguration and First Light of the GCT-M Prototype for the Cherenkov Telescope Array
伽玛射线切伦科夫望远镜（GCT）是切伦科夫望远镜阵列（CTA）的小尺寸望远镜（SST）的候选者。其目的是扩展CTA的灵敏度，以伽马射线能量达到300 TeV。它的双镜光学设计和弯曲焦平面使其能够使用直径为0.4米的紧凑型相机，同时实现8度以上的视场。通过使用数字化的TARGET ASIC，切伦科夫闪光每纳秒连续采样一次，然后在光电传感器的模拟输出中满足触发条件时进行数字化。然后存储所有2048个像素的整个波形（通常覆盖96 ns）以供分析，从而允许对数据进行广泛的调查。GCT相机的两个原型正在开发中，具有不同的光电传感器：多阳极光电倍增器（MAPM）和硅光电倍增器（SiPM）。2015年11月，GCT MAPM（GCT-M）原型相机被集成到巴黎-默东天文台的GCT结构上，在那里它观察到了CTA原型仪器检测到的第一个切伦科夫光。
2016-10-05 astro-ph.HE astro-ph.IM
IceAct, small Imaging Air Cherenkov Telescopes for IceCube
IceAct是一种建议的表面阵列的成本效益和紧凑的硅光电倍增器（SiPM）为基础的小型（50厘米）成像空气切伦科夫望远镜以上的冰立方冰探测器。与冰立方的冰内和表面组件相一致，它形成了一个混合探测器，可以将切伦科夫光图像，表面粒子足迹和广泛的空气簇射的冰内μ子轨道的信息结合起来进行新的测量。2019年1月，两个新版本的IceAct望远镜演示器安装在地理南极的IceTop表面探测器中心，具有61 SiPM像素和改进的光学系统。结合这两个望远镜和IceCube的信息，可以测试初级粒子识别，探测器校准和否决能力的性能。我们介绍了该项目的现状和即将到来的数据采集季节在南极冬季的前景。
2019-08-29 astro-ph.HE astro-ph.IM
Design, optimization and characterization of the light concentrators of the single-mirror small size telescopes of the Cherenkov Telescope Array
$γ$射线望远镜的焦平面照相机经常在光传感器前面使用聚光器。这些聚光器的目的是增加相机的有效面积，以及减少以大入射角入射的杂散光。这些光集中器通常基于Winston圆锥设计。在这篇文章中，我们提出了一个六边形的中空聚光器的设计与使用三次贝塞尔函数优化的横向轮廓，以实现更高的收集效率在感兴趣的角度区域。本文提出的设计是针对主镜直径约为4米、焦距为5.6米的Davies-Cotton望远镜进行的优化设计。所描述的聚光器是由硅光电倍增管传感器组成的创新相机的一部分，尽管类似的方法可以用于具有不同相机传感器的其他尺寸的单镜望远镜，包括光电倍增管。我们的方法的挑战是实现一个成本效益的设计，适用于塑料聚光器基板和反射涂层的标准工业生产。与此同时，我们最大限度地提高了光学性能。在本文中，我们还描述了测量光导的绝对收集效率的光学设置，并使用专业的光跟踪模拟来展示我们对测量数据的良好理解。
2014-04-10 astro-ph.IM physics.ins-det
Enhancing Water Cherenkov Detector Arrays through multiPMT Modules
Università degli Studi di Napoli "Federico II"（那不勒斯费德里科二世大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所，那不勒斯分部）；Scuola Superiore Meridionale（南方高等学院）
本文探讨了在小型水切伦科夫探测器单元中使用多PMT模块的配置，以提高数据处理能力，并讨论其在μ子标记中的应用潜力。
2026-03-28 astro-ph.HE astro-ph.IM
Prospects for Measuring the Positron Excess with the Cherenkov Telescope Array
在$\sim$ 10 GeV以上的宇宙射线中，正电子的过剩自从被发现以来一直是一个谜。对这种过剩的可能解释已经被提出，包括局部超新星遗迹的加速或暗物质粒子的湮灭。为了区分这些情况，必须在更高的能量下测量正电子分数。进行这种测量的一种技术是使用地月光谱仪：观察地球磁场对正电子和电子月球阴影的偏转。以前的切伦科夫大气成像望远镜已经尝试过这种测量，但没有成功。切伦科夫望远镜阵列（CTA）将具有前所未有的灵敏度和背景抑制能力，这可能使这项测量首次成功。此外，在CTA的某些望远镜中使用硅光电倍增器的可能性可大大增加在月球附近进行观测的可行性。估计CTA的能力，以测量正电子分数使用模拟观测的月球阴影。
2015-09-08 astro-ph.HE astro-ph.IM
The small size telescope projects for the Cherenkov Telescope Array
小尺寸望远镜（SST），分布在几平方公里的面积，占主导地位的CTA灵敏度的光子能量范围从几个TeV到超过100 TeV，使非常高的能量伽马射线天空的详细探索。拟议中的望远镜是创新的设计，提供了广阔的视野。其中两个，ASTRI（Astrophysics con Specchi a Tecnologia Replicante Italiana）和GCT（伽马射线切伦科夫望远镜）望远镜，是基于双镜Schwarzschild-Couder光学，主镜直径为4米。第三个是SST-1 M，是Davies-Cotton设计的，有一个直径为4米的镜子。介绍了这些望远镜原型的建造和测试进展情况。SST照相机使用硅光电倍增器，并设计了放大器和读出/触发电子器件，以优化这些传感器对（大气）切伦科夫光的性能。讨论了摄像机的发展现状。SST子阵列将由CTA南部站点的大约70台望远镜组成。目前的计划执行阵列。
2015-08-26 astro-ph.HE astro-ph.IM
