Measurement of gamma quantum interaction point in plastic scintillator with WLS strips
我们证明了测量的γ量子相互作用点的轴向坐标的可行性，在一个塑料闪烁棒通过检测闪烁光子逃逸的闪烁体与一个阵列的波长移动（WLS）条。用一个BC-420闪烁体棒和16个BC-482 AWLS条阵列组成的测试装置，对$^{22}$ Na同位素的湮没光子的空间分辨率达到了~ 5.mm ~（$σ$）。所研究的方法可以用来提高空间分辨率的塑料闪烁体为基础的PET扫描仪，这是正在开发的J-PET合作。
2016-12-27 physics.ins-det
Tests of Scintillator+WLS strips for Muon System at Future Colliders
对未来对撞机μ子系统的SiPM读出的原型闪烁器+WLS条进行了光产额、时间分辨率和位置分辨率的测试。根据不同的配置，光产量高达36个光电子每μ子每SiPM已经实现，以及时间分辨率为0.5 ns和位置分辨率为~7厘米。
2015-10-11 hep-ex physics.ins-det
Scintillator Tile Hadron Calorimeter with Novel SiPM Readout
CALICE合作目前正在建造一个测试强子量能器（HCAL）与7620闪烁瓦片读出的新型光电探测器-硅光电倍增器（SiPM）。该原型是第一个大规模使用SiPM的设备。我们提出的HCAL的设计和超过10万SiPM的测量性能的报告。我们讨论了SiPM的效率，增益，串扰和噪声率依赖于偏置电压和温度，包括在这些参数的蔓延。我们分析了SiPM被拒绝的原因，并给出了长期稳定性研究的结果。介绍了SiPM抗辐射硬度的首次测量结果。我们比较了SiPM的性能与类似设备，MRS APD和MPPC的性能。研究了在不使用WLS光纤的情况下，使磁瓦变薄并读出磁瓦的可能性。
2007-04-26 physics.ins-det
Design optimization of JUNO-TAO plastic scintillator with WLS-fiber and SiPM readout
本研究针对JUNO-TAO实验的塑料闪烁体，通过仿真优化WLS光纤配置并经原型验证，设计了顶部反符合径迹探测器，实现了高μ子标记效率。
2023-07-20 physics.ins-det
Time resolution of BC422 plastic scintillator read out by a SiPM
当需要精确的定时信息时，塑料扩散器被广泛用于粒子探测器。作为比较不同探测器的基础，我们使用这样一个特性作为每1MeV探测能量的时间分辨率，即假设闪烁体中的沉积能量等于1MeV并且所有闪烁光被收集到光电传感器的预期时间分辨率。在这项工作中，我们测量该参数与BC422塑料闪烁体读出不同的SiPM。获得的最佳值约为6ps，与我们2012年的早期结果相比几乎好了3倍。这种改进代表了这些年来在SiPM开发方面取得的进展，并且在这种进展的推动下，改进了关于这种探测器的知识和技术。
2021-06-13 physics.ins-det
Direct Coupling of SiPMs to Scintillator Tiles for Imaging Calorimetry and Triggering
最近可用的蓝色敏感硅光电倍增器允许直接读出蓝色发光塑料闪烁体瓦片，而不使用波长偏移光纤。这种没有光导的直接读出瓦片对于在使用大量单个单元的高度颗粒量热计中以及在需要非常紧凑的设计的其他应用中的使用是有吸引力的。然而，在这种情况下，总信号幅度和响应的均匀性可能是有问题的。我们已经开发了一种扫描装置，以调查与SiPM读出闪烁体瓷砖的响应详细。它被用来开发优化的闪烁体瓷砖几何形状的高度颗粒强子量热法在未来的对撞机和调查的可行性的SiPM读出触发的ATLAS ALFA光度探测器。我们报告与专门的闪烁体瓷砖的几何形状所获得的结果，讨论直接耦合SiPM读出的ATLAS ALFA触发瓷砖所获得的第一个结果，并介绍在实验中的应用，研究强子簇射的时间结构的光纤读出。
2010-11-23 physics.ins-det
Studies of Scintillator Tiles with SiPM Readout for Imaging Calorimeters
具有闪烁体读出的成像强子量能器使用由硅光电倍增器单独读出的小闪烁体瓦片，以实现未来对撞机探测器的复杂重建算法所需的必要粒度。对于CALICE模拟HCAL新的第二代原型，正在制造具有嵌入式波长偏移光纤和来自CPTA的新光子传感器的3 mm厚闪烁体瓦片。蓝敏感SiPM的可用性还允许光子传感器与瓷砖的无光纤耦合，这是一种需要修改几何形状以实现高度响应均匀性的技术。我们讨论的结果，从测试台和测试光束测量不同的闪烁体瓷砖的几何形状，以及光子传感器的光纤耦合的前景。
2010-08-14 physics.ins-det
Uniformity Studies of Scintillator Tiles directly coupled to SiPMs for Imaging Calorimetry
我们提出了一种新的几何形状的闪烁体瓷砖开发的无光纤耦合到硅光电倍增器（SiPMs）的应用程序中的高度颗粒量热计。通过在光子传感器的耦合位置处钻取高度、宽度和深度分别为2 mm、4 mm和5.5 mm的狭缝，实现了在整个有源区域上瓦片响应的高度均匀性。对横向尺寸为3 x 3 cm^2、厚度为5 mm和3 mm的瓷砖进行了对穿透电子的响应的详细测量。
2010-03-31 physics.ins-det
Performance of a Highly Granular Scintillator-SiPM Based Hadron Calorimeter Prototype in Strong Magnetic Fields
在CALICE合作中，研究了未来线性对撞机探测器的强子量能器的几个概念。在“物理原型”中展示了测量方法的能力之后，现在的重点是改进它们在“工程原型”中的实施，这些原型可扩展到完整的线性对撞机探测器。模拟强子量热计（AHCAL）概念是钨或钢吸收板和塑料闪烁体瓦片的采样量热计，由硅光电倍增器（SiPM）作为活性材料读出。前端芯片集成到量热计的有源层中，并根据直线加速器的光束结构通过快速循环功率来最大限度地降低功耗。多功能电子设备允许原型配备不同类型的闪烁体瓦片和SiPM。2017年5月，在CERN SPS的1.5 T磁体中，使用μ子和电子对配备有几种类型的闪烁体瓦片和SiPM的约2200个通道的原型进行了测试，以确定功率脉冲的操作稳定性和磁场中的整体探测器性能。
2017-11-10 physics.ins-det
A SiPM-based ZnS:$^6$LiF scintillation neutron detector
在这里介绍的工作中，我们建立和评估了一个单通道中子探测单元组成的ZnS：$^6$ LiF闪烁体嵌入WLS光纤读出的SiPM。该单元具有2.4 x 2.8 x 50 mm $^3$的敏感体积; 12根直径为0.25 mm的WLS光纤均匀分布在该体积上，并耦合到1 x 1 mm $^2$有源区SiPM。我们报告了以下性能参数：在$1.2\,Å$的中子探测效率$\sim 65\,$ %，本底计数率$< 10^{-3}$ Hz，与$^{60}$ Co源的γ灵敏度$< 10^{-6}$，死时间$\sim 20\,μ$ s，多计数比$< 1\,$ %。所有这些参数都达到了$\sim 2\,$ MHz的SiPM暗计数率。我们认为这样的探测单元作为一个基本的积木实现一维多通道探测器的中子散射实验技术中的应用。单元的尺寸和嵌入光纤的数量可以变化，以满足特定的应用要求。SiPM暗计数率的上限$\sim 2\,$ MHz允许在需要时使用具有更大有效面积的SiPM。
2014-08-26 physics.ins-det
Temperature Dependence of the Time Resolution in a SiPM-Readout Plastic Scintillator for Cosmic-Ray Applications
针对宇宙线探测中SiPM读出塑料闪烁体性能受温度影响的问题，构建TOF原型开展控温测试，验证其在-20至20℃范围内可实现稳定的160ps最优时间分辨率。
2025-11-13 physics.ins-det
Application of large area SiPMs for the readout of a plastic scintillator based timing detector
在这项研究中，八个6 mm x 6 mm面积的SiPM阵列耦合到长塑料闪烁体计数器的末端，该计数器在CERN PS暴露于2.5 GeV/c μ子束。研究了尺寸为150 cm x 6 cm x 1 cm和120 cm x 11 cm x 2.5 cm的棒的定时特性。基于新型低输入阻抗电流传输器的8通道SiPM阳极读出ASIC（MUSIC R1）被用来独立地读出和放大SiPM，并在最后对信号求和。根据这些结果，展望了在时间分辨率低于100 ps的大尺度粒子物理探测器中的应用前景。
2017-12-16 physics.ins-det
Design and test for the CEPC muon subdetector based on extruded scintillator and SiPM
本研究针对CEPCμ子探测器研发基于新型闪烁体与SiPM的探测技术，通过宇宙线测试验证了其高光收集效率与良好时间分辨率，为CEPC探测器参考技术设计报告的原型研发奠定基础。
2024-05-21 physics.ins-det
Scintillator detectors with long WLS fibers and multi-pixel photodiodes
我们已经研究了使用盖革模式的多像素光电二极管读出长闪烁棒与一个单一的波长移动光纤嵌入沿酒吧的可能性。这种探测器结构可用于未来长基线中微子振荡实验中的大体积探测器。使用两种类型的多像素光电二极管：MRS APD（CPTA，莫斯科）和MPPC（滨松），生产和测试了0.7 cm厚和不同宽度的原型条。最小光输出为7.2 p.e./ MeV的4厘米宽的酒吧获得。
2011-10-12 hep-ex physics.ins-det
Plastic scintillator detector with the readout based on an array of large-area SiPMs for the ND280/T2K upgrade and SHiP experiments
塑料闪烁体探测器在粒子物理实验中已广泛应用了几十年。大规模检测器通常被布置为交错的长条阵列，其通过飞行时间测量提供快速触发信号和/或颗粒识别。闪烁光由耦合到每个棒的两端的光电传感器收集。在这篇文章中，我们提出了我们的研究，用大面积硅光电倍增器（SiPMs）阵列直接取代常用的真空光电倍增管（PMT）。直接耦合到闪烁体块体的SiPM阵列相对于PMT具有明显的优点：紧凑性、机械鲁棒性、高PDE、低操作电压、对磁场不敏感、低材料预算、省略光导的可能性。在这项研究中，八个6 × 6 mm 2面积SiPM的阵列耦合到塑料闪烁体棒的末端，长度为1.68 m和2.3 m。8通道SiPM阳极读出ASIC（eMUSIC）用于各个SiPM的信号的读出、放大和求和。在CERN PS实验束流中研究了一个大型探测器原型的时序特性。该技术被用于J-PARC的ND 280/T2 K II升级的ToF系统和CERN SPS的SHiP实验的定时检测器。
2019-01-23 physics.ins-det
Scintillator counters with WLS fiber/MPPC readout for the side muon range detector (SMRD)of the T2K experiment
J-PARC的T2 K中微子实验使用一组近探测器来测量非振荡中微子束的性质和中微子相互作用截面。本文介绍了近探测器复合体的子探测器之一--侧面μ子距离探测器（SMRD）。该探测器的目的是帮助测量中微子能谱，识别背景和校准其他探测器。SMRD的有源元件由插入UA 1磁轭气隙的0.7 cm厚挤出闪烁体板组成。通过嵌入蛇形槽中的单个WLS光纤提供每个闪烁体板的读出。两个Hamamatsu多像素雪崩光电二极管（MPPC）耦合到WLS光纤的两端。这种设计使我们能够实现大于99%的高MIP检测效率。光输出为25-50 p.e./ MIP，时间分辨率约为1 ns，空间分辨率优于10 cm。
2009-04-29 physics.ins-det
Test Beam Study of SiPM-on-Tile Configurations
研究了闪烁体瓦片的各种配置的光产额和空间均匀性。通过硅光电倍增器（SiPM）收集来自每个闪烁体的光，直接观察产生的闪烁光（SiPM-on-tile技术）。不同的参数包括瓷砖横向尺寸，瓷砖厚度，瓷砖包装材料，闪烁体成分，和SiPM模型。这些研究是在费米实验室试验束设施中使用120 GeV质子进行的。外部跟踪允许测量穿透瓦片的每个质子的位置。结果进行了比较的GEANT4模拟scinitillator，包装，和SiPM的每种配置。
2021-05-17 physics.ins-det
Development of a sub-100 ps Time-of-Flight detector with SiPM-readout scintillator for measurement of cosmic muon velocity
Institute of Modern Physics, Fudan University（复旦大学现代物理研究所）；Department of Physics, Fudan University（复旦大学物理系）
本文提出一种基于塑料闪烁体和定制SiPM阵列的高时间分辨率宇宙射线探测器，通过多面读出拓扑结构实现亚100皮秒的时间分辨能力，验证了其在μ子速度测量中的应用潜力。
2026-05-13 physics.ins-det
Proof-of-principle of a new geometry for sampling calorimetry using inorganic scintillator plates
本文提出了一种以无机介质为激活介质的新型取样量热计的几何结构。为了克服施工中的机械挑战，创新的光收集几何结构已经被开创，最大限度地减少了施工的复杂性。第一个测试结果，展示了成功的信号提取。该几何结构由一个采样热量计组成，该热量计具有与由无机闪烁晶体制成的活性介质层交织的被动吸收层。波长移动（WLS）光纤沿着堆叠的四个长的倒角边缘运行，将光传输到后部的光电探测器。为了使到达WLS光纤的闪烁光的量最大化，闪烁体倒角被去抛光。本文示出了该概念对于作为闪烁体的氟化铈（CeF $_3$）起作用。与之相结合，几种不同类型的材料已被测试为WLS介质。特别是，材料，可能是足够的高亮度大型强子对撞机辐射环境，如铈掺杂的正硅酸镥钇（LYSO）和铈掺杂的石英，相比传统的塑料WLS纤维。最后，展望了可能的优化不同的组件，并提出了一个完整的热量计单元原型的建设和调试。
2014-05-23 physics.ins-det
A Design of Scintillator Tiles Read Out by Surface-Mounted SiPMs for a Future Hadron Calorimeter
使用高粒度取样量热计的精确量热法正在CALICE协作中基于粒子流概念开发。强子量热计的一种设计选择是基于硅光电倍增器（SiPM）来检测塑料闪烁体瓦片中产生的光子。由于高粒度严格要求的大约一千万个通道的自动化大规模组装的需要，我们开发了一种与表面安装的SiPM直接耦合的闪烁体瓦片的设计。在每个瓦片的底表面的中心中创建腔，以提供用于整个SiPM封装的足够空间，并且改善对由在不同位置处穿透瓦片的入射粒子产生的光的收集。使用基于GEANT 4的全模拟模型优化了腔体设计，以实现对最小电离粒子（MIP）的高响应和良好的空间均匀性。已使用宇宙射线测量了具有优化腔体设计的闪烁体瓦片的单MIP响应，其显示具有仅$\mathbf{1\times1~mm^2}$的敏感区域的SiPM（Hamamatsu MPPC S12571- 025 P）达到大于23光子当量的平均响应，具有数十MIP的动态范围。通过使用来自$\mathbf{^{90}Sr}$源的聚焦电子扫描瓦片区域来执行相同瓦片设计的最新均匀性测量，其显示瓦片区域的约97%（80%）在90%（95%）响应均匀性内。这种优化设计远远超出了精密强子量能器的要求。
2015-12-18 physics.ins-det
From Light to Energy: Machine Learning Algorithms for Position and Energy Deposition Estimation in Scintillator-SiPM detectors
本研究应用XGBoost和LightGBM等机器学习算法提升闪烁体-SiPM探测器在粒子位置和能量沉积估计上的精度，发现其优于分析基线，且探测策略进一步改善了位置和LET估计。
2025-11-01 physics.ins-det
Scintillator-SiPM Detector for Tracking and Energy Deposition Measurements
本文提出一种结合塑料闪烁体与稀疏SiPM的创新粒子探测器，通过物理模型与数值算法实现粒子位置与能量沉积的精确测量，经GEANT4模拟与地面实验验证了其在航天实验中的性能。
2024-07-08 physics.ins-det
Application of WLS strips for position determination in Strip PET tomograph based on plastic scintillators
提出了一种利用波长移动（WLS）条矩阵确定塑料闪烁体块中γ量子吸收点的方法。应用这种方法，以提高位置分辨率的新提出的PET探测器的基础上塑料制冷剂。该方法能够减少在当前使用的正电子发射断层成像扫描仪中出现的图像重建中的视差误差。
2013-11-24 hep-ex physics.ins-det physics.med-ph
Time resolution below 100 ps for the SciTil detector of PANDA employing SiPM
在达姆施塔特FAIR的PANDA实验中，桶飞行时间（TOF）探测器计划作为使用8000个小闪烁体瓦片的闪烁体瓦片hodoscope（SciTil）。它将提供快速的事件定时的软件触发器，否则无干扰的数据采集计划的PANDA，相对定时在多轨道事件拓扑结构，以及在低动量区的额外的粒子识别。目标是实现sigma ~ 100 ps的时间分辨率。我们已经进行了测量，使用有机发光二极管耦合到硅光电倍增器（SiPM）。结果令人鼓舞，我们有信心达到所需的时间分辨率。
2014-01-10 physics.ins-det
Photon sandwich detectors with WLS fiber readout
介绍了BNL实验E949的光子探测器。该探测器由25层5 mm厚闪烁体BC 404和24层2 mm铅吸收体的铅/闪烁体“芯”组成。读出是通过将30-60 cm长的WLS光纤（BCF 99 - 29 AA）粘合到BC 404的凹槽中来实现的。用宇宙射线测得的平均产率约为43 p.e./兆电子伏本文还介绍了为KOPIO实验研制的用于光子夹层探测器的挤压塑料闪烁计数器。对于具有4.3m长WLS光纤的7 mm厚计数器，其间隔为7 mm，光输出为18.7p.e./获得了MeV和0.71 ns的时间分辨率。测试了一个原型光子否决模块，该模块由10层7 mm厚的挤出塑料板与1 mm铅片交错组成。
2002-07-09 physics.ins-det
Effects of misalignment on response uniformity of SiPM-on-tile technology for highly granular calorimeters
SiPM-on-tile技术由安装在SiPM顶部的典型尺寸为几厘米$^2$的塑料闪烁体瓦片组成，已在CALICE合作中开发，以实现基于闪烁器的高颗粒量热计的有源元件的自动化大规模生产。我们提出了一个研究的闪烁体瓷砖相对于光子传感器的响应均匀性和绝对光输出的正方形，六边形和菱形闪烁体瓷砖的不同尺寸的未对准的影响。未对准导致光输出的空间分布的偶极不对称性的形成，其幅度与位移的大小成线性比例，而瓦片的整个有效区域上的平均光输出不受影响。这些结果为大型量热计系统的生产和组装公差的定义提供了指导，表明约500 $μ$ m或更好的对准精度允许将影响限制在可接受的水平。
2020-07-07 physics.ins-det
SiPM Dynamic Range for CEPC Scintillator-based Electromagnetic Calorimeter
利用硅光电倍增器（SiPMs）读出的高粒度闪烁体量热计是圆形电子正电子对撞机（CEPC）实验的电磁量热计（ECAL）候选者。该ECAL候选的关键设计参数是SiPM的动态范围。本研究调查了CEPC闪烁体ECAL所需的SiPM动态范围。基于SiPM的工作原理，通过考虑串扰效应、光子探测效率和像素数，建立了SiPM在一个恢复周期内对光脉冲的响应模型。由该模型预测的10000像素的SiPM的响应曲线是一致的，在2%以内的入射光脉冲高达12000光子的测量曲线。在该模型中，SiPM响应的固有波动自然存在，并研究了SiPM响应中饱和效应的校正。蒙特卡罗（MC）模拟表明，该算法可以恢复SiPM对入射光脉冲的响应线性，其中光子数约为SiPM像素数的6倍。该模型和校正程序用于ZH产生Z->vv，H->yy通道的全模拟，以评估CEPC闪烁体ECAL的SiPM动态范围对重建的希格斯玻色子质量和该通道中对希格斯信号的灵敏度的影响。结果表明，配备不少于4000个SiPM像元、每个通道最小电离粒子光产额为20个光子-电子的CEPC闪烁体ECAL可以满足CEPC双光子通道希格斯玻色子精密测量的要求。
2021-06-30 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
An integrated general purpose SiPM based optical module with a high dynamic range
硅光电倍增器（SiPM）是一种基于光电倍增管的光传感器，具有高增益、机械和光学稳健设计以及高光子检测效率。由于这些特性，近年来它们开始在许多应用中取代传统的光电倍增管。本文介绍了一种基于SiPM的光模块，该光模块设计用于光放大器以及实验室测量。该模块内置SiPM偏置电压电源和三个具有不同增益水平的前置放大器，以充分利用SiPM的全动态范围。两个并行读出的SiPM配备了光导以增加敏感区域。光导被优化为用于许多塑料闪烁体探测器中的波长偏移光纤的读出。在实验室测量中详细描述了该模块的光学和电学性能。原型已在为AugerPrime（皮埃尔·俄歇天文台的升级版）开发的闪烁体表面探测器的修改版本中安装和测试。SiPM模块在阿根廷潘帕斯草原上运行，第一批数据证明了其在如此恶劣的环境中的可用性。
2018-05-11 physics.ins-det
Cosmic-ray characterization of a timing detector based on extruded scintillators and wavelength-shifting fibers read-out through SiPMs
Sapienza Università di Roma and INFN Roma（罗马第一大学与罗马INFN）
该研究通过宇宙射线望远镜测试了不同配置的SiPM读出定时探测器，获得了光产额、时间及坐标分辨率结果，为其性能表征提供了实验依据。
2026-08-21 hep-ex physics.ins-det
Study of Scintillator Strip with Wavelength Shifting Fiber and Silicon Photomultiplier
讨论了$200\times2.5\times1$ cm $^3$塑料闪烁体条的性能，该闪烁体条采用波长移动光纤读出，由两种新型光电探测器硅光电倍增器（SiPMs）读出。显示了SiPM相对于传统多通道光电倍增管的优势。光产额和光衰减测量。这种技术可用于μ介子或量热计系统。
2007-12-27 physics.ins-det
Design, Construction and Commissioning of a Technological Prototype of a Highly Granular SiPM-on-tile Scintillator-Steel Hadronic Calorimeter
CALICE合作正在为未来能源前沿正负电子对撞机的探测器开发高度颗粒化的电磁和强子热量计。在成功测试物理原型之后，基于可扩展到对撞机探测器的设计和建造技术，已经建造了模拟强子量热计的技术原型。该原型由钢吸收体结构和小闪烁体瓦片的活性层组成，所述小闪烁体瓦片由直接耦合的SiPM单独读出。每个层的有效面积为$72 \times 72\,{\rm cm}^{2}$，瓦片大小为$3 \times 3\,{\rm cm}^{2}$。有了$38$活性层，原型几乎有$22,000$读出通道，其总厚度相当于$4.4$核相互作用长度。专用的读出电子设备以大约$1\,{\rm ns}$的预期分辨率提供每次命中的时间戳。原型于2017年建造，并在DESY进行了梁测试。它在2018年在CERN的测试束中记录了不同能量的μ子，强子簇射和电子簇射。本文介绍了样机的设计、建造和调试情况。详细介绍了用于校准探测器的方法，并给出了在均匀性和稳定性方面取得的性能。
2022-09-30 physics.ins-det
Timing resolution of a plastic scintillator counter read out by radiation damaged SiPMs connected in series
本文讨论了SiPM的辐射损伤对具有串联SiPM读出的塑料闪烁体计数器性能的影响，重点是定时测量。由$120 \times 40 \times5~\mathrm{mm}^3$闪烁体瓦片组成的计数器的性能由两组六个SiPM从AdvanSiD串联连接在短边上读出，对于不同的SiPM组合在不同的辐照水平。首先，用来自$^{90}$ Sr源的电子以高达$Φ_\mathrm{e^-}\approx 3 \times 10^{12}~\mathrm{cm}^{-2}$的注量均等地照射六个SiPM。计数器的定时分辨率随着暗电流的增加而逐渐变差。当计数器从30 $^\circ$ C冷却到10 $^\circ$ C时，暗电流和劣化减小。其次，用反应堆中子照射33个SiPM。研究了非均匀损伤水平下串联SiPM读出计数器的特性。当SiPM的照射不均匀时，信号脉冲高度、时间响应和定时分辨率取决于计数器中的命中位置。
2020-10-09 hep-ex physics.ins-det
Light yield and radiation hardness studies of scintillator strips with a filler
基于WLS光纤读出的聚苯乙烯闪烁体条探测器在许多高能物理实验中被广泛用于带电粒子的记录。纤维沿着条带被放置到凹槽或孔中。通过在凹槽/孔中添加光学填料来改善闪烁体和光纤之间的光学接触，可以显著提高这些装置的检测效率。本工作致力于研究一个5米长的闪烁体条的光产额，该闪烁体条的共挤孔中插入了直径为1.2 mm的Kuraray Y11（200）~MC WLS光纤，孔中填充了合成硅树脂SKTN-MED（E）。利用宇宙μ子和$^{60}$ Co放射源研究了光产额。在日本原子能研究院IBR-2脉冲快中子研究堆上进行了粘性填料和短条状样品的辐照硬度研究。
2018-08-06 physics.ins-det
SNOWMASS WHITE PAPER - SLHC Endcap 1.4<y<4 Hadron Optical Calorimetry Upgrades in CMS with Applications to NLC/T-LEP, Intensity Frontier, and Beyond
在LHC和SLHC的CMS实验中，HE端盖量热计1.4 <y <4中的塑料闪烁体和/或读出WLS光纤中的辐射损伤将需要在2018年之后进行修复。我们描述了一种替代方案，使用现有的黄铜吸收剂在端盖量热计，取代塑料闪烁体瓷砖与氟化钡瓷砖，或石英瓷砖涂有薄（1 - 5微米）的抗辐射pTerphenyl（pTP）或快速荧光粉ZnO：Ga的薄膜。这些瓦片将被读出的直线，平行WLS光纤耦合到明确的塑料包层石英光纤的证明抗辐射容易更换阵列。我们描述了第二种替代方案，其具有在新型模拟粒子流切伦科夫补偿量热计中延伸至1.4 <y <4的新吸收体矩阵，使用石英瓦片和闪烁（塑料、BaF 2或pTP/ZnO：Ga薄膜涂覆的石英或液体闪烁体）瓦片的双重读出，还使用耦合至透明石英传输光纤的平行WLS光纤的易于更换的阵列用于读出。模拟粒子流闪烁器-切伦科夫补偿量热计在NLC/T-LEP探测器和强度前沿探测器中有应用。
2013-08-23 physics.ins-det
Lithium-loaded scintillators coupled to a custom-designed silicon photomultiplier array for neutron and gamma-ray detection
能够探测中子和伽马射线的闪烁体引起了相当大的兴趣。特别地，这种具有硅光电倍增器（SiPM）的放大器的使用使得能够实现低功率和紧凑几何形状的应用。三种类型的锂负载的制冷剂，CLYC，CLLB，和NaIL，已经用定制设计的SiPM阵列在-20至50 $^{\circ}$ C之间的温度下进行了测试。该阵列由4个6 × 6 mm $^2$ SiPM以2 × 2结构排列组成。脉冲形状鉴别用于中子和伽马鉴别。由于脉冲形状随温度变化，中子和伽马鉴别的质量随温度变化。此外，在高温下SiPM中较大的暗电流导致较差的能量分辨率和中子-伽马鉴别。将讨论耦合到定制SiPM阵列的三个闪烁器的能量分辨率和中子-伽马鉴别的比较。
2017-11-27 nucl-ex physics.ins-det
Calibration of a Highly Granular Hadronic Calorimeter with SiPM Readout
一个高度颗粒强子量能器（HCAL）的基础上的闪烁体瓦与硅光电倍增器（SiPMs）的个人读出已建成的CALICE合作，并已在粒子束在欧洲核子研究中心进行了广泛的测试。7608 SiPM耦合到约1立方米大型量热计中的闪烁体瓦片，允许对这些器件在不同电压和温度下的行为及其饱和行为进行大样本研究。我们还详细研究了μ子和强子束中量热计信号的温度依赖性。讨论了用μ子校准全量热计的问题。此外，一种新的方法，用于校准和探测器的研究，使用最小电离轨道段强子簇射，进行了探索。
2008-11-14 physics.ins-det
In-Silico Optimisation of Tileable Philips Digital SiPM Based Thin Monolithic Scintillator Detectors for SPECT Applications
在过去十年中，核医学辐射探测器领域最重要的技术进步之一是硅光电倍增管（SiPM）传感器的开发。目前，只有少量的基于SiPM的用于单光子发射计算机断层成像（SPECT）应用的辐射探测器已经被探索，并且甚至更少的实验原型被开发。使用Monte Carlo辐射输运建模工具包Geant 4版本10.5对Philips DPC 3200 SiPM基于光电传感器的薄单片闪烁体探测器的SPECT应用的优化设计进行了计算机模拟研究。20种不同的SPECT辐射探测器配置，4种闪烁体材料（NaI（Tl）、GAGG（Ce）、CsI（Tl）和LaBr $_{3}$（Ce））和5种厚度（1至5 mm）的性能通过使用7个品质因数来确定。研究发现，所有四种材料都需要4至5 mm的晶体厚度范围，以确保Philips DPC 3200 SiPM具有可接受的能量分辨率、灵敏度和空间分辨率性能。发现比这更薄的任何材料以及所有四种材料的性能由于在入射伽马/X射线光电吸收之后材料特异性荧光X射线逃逸的高概率而迅速劣化。当考虑到每种材料的磁共振成像兼容性、吸湿性和成本时，发现CsI（Tl）代表用于构建用于SPECT应用的基于可平铺Philips数字SiPM的薄单片闪烁体探测器的最有前途的材料。
2020-07-31 physics.ins-det physics.med-ph
Study of silicon photomultipliers for use in neutron decay experiments
为了提高中子\b{eta}衰变实验的精度，对塑料衰减器的光子读出进行了研究。如今，基于多达109个登记的衰变事件，中子衰变被高度统计地研究，并导致对标准模型之外的新物理的极大改进的限制，其中\b{eta}经常在塑料容器中登记。在这些实验中的主要系统误差是由于不完善的表征的线性度，能量分辨率，和电子背散射。我们研究这些错误是否可以减少时，用于闪烁体读出的传统光电倍增管被硅光电倍增器（SiPMs）取代。为此，开发了各种理论和实验工具，并提出了一个处理SiPM极端暗率的程序。在\b{eta}谱仪中，使用SiPM的塑料闪烁体读出可以显著提高能量响应，并有助于为电子背散射提供可靠的校正。
2021-06-05 physics.ins-det
Development of a 3-D Position Sensitive Neutron Detector Based on Organic Scintillators with Double Side SiPM Readout
基于塑料闪烁体阵列的三维位置灵敏中子探测器正在研制中。使用双面SiPM读出来确定每个闪烁体单元中的相互作用深度（DOI）。在初步测试中，使用准直Co-60源在不同位置测量254 x 6 x 6 mm 3 SP101塑料闪烁体中的DOI。SiPM（KETEK PM 6660）信号由2.5GS/s数字示波器记录。使用幅度和时间信息两者来计算DOI结果。分别实现了2.5 cm和6.6 cm的位置分辨率（FWHM）。基于二维阵列的探测器能够记录入射中子的三维位置信息。三维探测器将与中子时间投影室一起用作定向快中子探测器。根据模拟结果，该相机的角分辨率（8度半高宽）远优于典型的中子散射相机。
2018-10-31 nucl-ex physics.ins-det
Development of a SiPM-based readout-module for the characterization of various scintillator materials
在本文中，我们讨论了一种通用的方法，使用SiPM在不同的电气配置结合众多的闪烁体材料的应用在核仪器，如量热和定时。在PANDA探测器中使用的“混合”配置被发现显示出最快的定时特性，具有几百皮秒的响应，通过结合大的有源区域的优点，同时避免高工作电压和暗噪声。“平行”配置显示出最大的光收集效率，因此适用于能量测量。采用几种校准谱测量了2厘米厚的PbWO $_4$晶体中最小电离宇宙μ子的能量沉积。
2018-11-04 hep-ex physics.ins-det
Qualification study of SiPMs on a large scale for the CMVD Experiment
在位于印度马杜赖的中微子天文台的过境校园，正在围绕微型铁量热计（mini-ICAL）探测器设计一个使用挤压塑料散热器的宇宙μ子Veto（CMV）探测器，用于浅深度地下实验的可行性研究。由于μ子轨迹而在塑料中产生的闪烁信号被波长偏移（WLS）纤维吸收。WLS光纤重新发射较长波长的光子，并将其传播到硅光电倍增器（SiPM）。SiPM探测这些光子，产生电子信号。CMV探测器将使用700多个放大器来覆盖mini-ICAL探测器，并将需要大约3000个SiPM。CMV的宇宙μ子否决效率的设计目标是> 99.99%。因此，探测器中使用的每个SiPM都需要进行测试和表征，以满足CMV的设计目标。开发了一个质量测试系统，用于测量增益和选择的过电压（$V_{ov}$）的每个SiPM使用LED驱动器。通过对噪声率、SiPM增益的研究，得到了$V_{ov}$。本文介绍了用于测试SiPMs特性的实验装置，并详细研究了这些特性随温度的变化。
2022-03-31 hep-ex physics.ins-det
Study of polysterene based scintillator ageing in the DANSS experiment
本研究针对DANSS实验中聚苯乙烯基闪烁体探测器在6.5年运行期间的老化问题，发现其光产额每年下降约0.55%，WLS光纤衰减长度每年缩短约0.26%，老化率显著低于同类实验。
2023-11-23 physics.ins-det
Use of Silicon Photomultipliers in ZnS:6LiF scintillation neutron detectors: signal extraction in presence of high dark count rates
报道了用硅光电倍增器（SiPMs）探测ZnS：6LiF中子转换闪烁光的可能性。光由嵌入闪烁体中的波长移动光纤收集。通过应用专用处理算法来分析SiPM脉冲的时间分布，解决了在SiPM的高暗计数率的存在下提取中子信号的困难。与单通道原型探测单元，我们证明了一个非常好的中子信号提取在SiPM暗计数率约1 MHz。
2014-05-26 physics.ins-det
Response to cosmic muons of scintillator-SiPM assemblies measured at different temperatures
本文研究不同反射覆盖的塑料闪烁体-硅光电倍增管元件在变温环境下对宇宙线μ子的响应，发现裸瓦无温度依赖，而带反射膜元件在+30°C至-30°C间响应降低10%。
2025-06-09 hep-ex physics.ins-det
Performance of a SiPM-based, plastic scintillator muon veto prototype for CUPID
CUPID实验采用基于SiPM的塑料闪烁体μ子veto原型，实现高光产额与98%探测效率，有效降低μ子背景。
2025-07-21 physics.ins-det
Lowering the Energy Threshold using a Plastic Scintillator and Radiation-Damaged SiPMs
针对卫星轨道上SiPM辐射损伤导致闪烁体探测器能量阈值升高的问题，通过电流波形放大器、双SiPM符合求和及低温测量三种方法，可将受辐射损伤SiPM的能量阈值降至原有的约15%。
2024-01-25 astro-ph.IM physics.ins-det
A Scintillator Tile-Fiber Preshower Detector for the CDF Central Calorimeter
CDF中心量热计的正面配备了一个新的预闪探测器，该探测器基于WLS光纤读出的闪烁体片，以应对Tevatron运行II数据采集期间主注入器提供的亮度增加。在瓦出口处获得了约40 pe/MIP的光产额，超过了设计要求。
2004-06-21 physics.ins-det
Measurement of the Photon Detection Efficiency of Hamamatsu VUV4 SiPMs at Cryogenic Temperature
针对液氩TPC的VUV闪烁光低温探测需求，测量了Hamamatsu VUV4型SiPM在低温下270-570nm波段及127nm处的光子探测效率，填补了该器件低温特性的测量空白。
2024-04-01 hep-ex physics.ins-det
Characterization of immersed SiPM arrays in liquid scintillator between room temperature and $-30\,^{\circ}\mathrm{C}$
Chung-Ang University（中央大学）；Institute for Basic Science (IBS)（基础科学研究院）；University of Science and Technology (UST)（科学技术大学）
本研究表征了浸没在液体闪烁体中的SiPM阵列从室温至-30°C的性能，发现冷却使暗计数率降低13.5倍、光产额提升16.7%，并测得μ子寿命1959纳秒，验证了低温运行的可行性。
2026-11-04 hep-ex physics.ins-det
Study experimental time resolution limits of recent ASICs at Weeroc with different SiPMs and scintillators
本研究针对航天LIDAR用Liroc与医疗PET用Radioroc两款Weeroc新型ASIC，搭配不同SiPM与闪烁晶体测试时间分辨率极限，获得了最优单光子时间分辨率与不同配置下的符合时间分辨率结果。
2023-10-05 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
Evaluating plastic scintillator performance as a substitute of LYSO in SiPM based animal PET scanners: A GEANT4 simulation analysis
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
Design & development of position sensitive detector for hard X-ray using SiPM and new generation scintillators
高能天体物理学界对发展几百keV硬X射线能量的灵敏仪器越来越感兴趣。这需要在硬X射线能量范围内具有高效率的位置敏感探测器模块。在这里，我们提出了一个探测器模块，它由25 mm × 25 mm的CeBr3闪烁探测器，读出由一个定制设计的硅光倍增器（SiPM）的二维阵列的发展。SiPM的公共阴极的读出提供光谱测量，而单个SiPM阳极的读出提供晶体中的相互作用位置的测量。这里介绍的光谱和位置测量与探测器模块的初步结果。
2017-10-20 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
