Gas gain and signal length measurements with a triple-GEM at different pressures of Ar-, Kr- and Xe-based gas mixtures
我们调查的气体增益行为的三个GEM配置的气体混合物中的氩气，氪气和氙气与10%和30%的二氧化碳在1和3巴之间的压力。由于信号宽度影响探测器的死区时间行为，我们提出了信号长度测量，以评估使用的三重GEM时间分辨X射线成像。
2003-07-07 physics.ins-det
A triple-GEM telescope for the TOTEM experiment
LHC的TOTEM实验为其T2望远镜选择了三重气体电子倍增器（GEM）技术，该技术将在快度范围5.3< |eta| <6.5内提供带电径迹重建，并为衍射事件提供全面的触发。GEM是充气检测器，其具有电荷放大结构与电荷收集和读出结构的有利解耦。此外，它们将良好的空间分辨率与非常高的速率能力和良好的抗辐射性相结合。从一个详细的T2 GEM模拟和实验室测试的最终设计探测器在欧洲核子研究中心进行的结果。
2006-11-18 physics.ins-det
Performance of the triple-GEM detector with optimized 2-D readout in high intensity hadron beam
多GEM探测器被认为是高强子背景实验中跟踪装置的理想选择。本文给出了三个GEM探测器在高强度π介子束流中的束流测试结果。探测器具有优化的二维读出，具有最小化的条带电容。这种优化允许效率平台的起始点下降到5000的增益。由强电离粒子引起的GEM放电的概率被测量为增益的函数：在20000的增益下，它相当于每个入射粒子10^（-11）。这样的值将确保探测器在LHC实验前区条件下的安全运行。
2001-10-19 physics.ins-det
Stability tests performed on the triple GEM detector built using commercially manufactured GEM foils in India
气体电子倍增器（GEM）技术是基于薄的聚合物箔，两面覆有铜，并具有规则的孔矩阵。由于欧洲核子研究中心的生产能力有限，这些GEM箔现在也由Micropack Pvt. Ltd.一家位于印度的公司。为了深入了解使用Micropack箔片构建的探测器的行为，重要的是研究由于施加的电压以及入射粒子的通量而对这些箔片产生的各种长期和短期影响。本文研究了X射线在聚酰亚胺薄膜上产生的极化场对三重GEM探测器增益稳定性的影响。而且，将放大结构的尺寸减小到微观尺度导致空间电荷效应的快速减轻，这又有助于在非常高的入射通量下获得稳定的增益。我们报告的变化测量的有效增益在非常高的粒子通量的顺序$ \rm MHz/mm^2$
2019-08-08 physics.ins-det
Characterization of a triple-GEM position sensitive detector for X-ray fluorescence imaging
在这项工作中，我们的特点是X射线位置敏感气体探测器的气体电子倍增器（GEM）的三层堆栈的基础上。读出电路被划分为256条为每个维度和使用电阻链互连的条带，我们能够重建的辐射相互作用点的电阻电荷划分。该探测器在Ar/CO $_2$（90/10）大气压下工作时，增益大于$10^4$，能量分辨率为15.28%（FWHM），位置分辨率为1.2mm。
2019-04-17 physics.ins-det
Study on the novel neutron-to-proton concept for improving the detection efficiency of triple GEM based fast neutron detector
介绍了一种基于三重气体电子倍增器（GEM）探测器的高效率快中子探测器样机，该探测器与一种新型的多层高密度聚乙烯（HDPE）作为中子-质子转换器相耦合，以提高中子探测效率。首先，利用$^{55}$ Fe X射线源对研制的三重GEM探测器进行了有效增益和能量分辨率的测试，以确保其具有良好的性能。获得的有效增益和能量分辨率分别为5.0 $\times$、10 $^{4}$和19.2%左右。其次，将新型的多层HDPE转换器与三重GEM探测器的阴极耦合，使其成为高效的快中子探测器。当转换器层数为38时，其有效中子响应比传统单层转换技术提高了4倍。
2014-03-14 physics.ins-det
High pressure operation of the triple-GEM detector in pure Ne, Ar and Xe
本文研究了三重GEM探测器在纯惰性气体Ne、Ar和N2中，在1 ~ 10个大气压范围内的性能。在Ar和Ar气中，探测器的最大可获得增益在压力超过3个大气压时突然下降。相反，发现Ne的最大增益随压力增加，在7个大气压下达到100，000的值。所获得的结果对于开发用于太阳中微子和暗物质搜索的惰性气体基低温粒子探测器特别有意义。
2001-03-28 physics.ins-det
Rate capability of large-area triple-GEM detectors and new foil design for the innermost station, ME0, of the CMS endcap muon system
为了将CMS μ子谱仪的接受范围扩展到区域2.4 $<|η|<$ 2.8，计划在CMS第2阶段升级中使用形成ME 0站的三个GEM室的堆栈。这些大面积微模式气体探测器必须在具有挑战性的环境中工作，预期背景粒子通量高达150 kHz/cm $^2$。与传统的非电阻性气体检测器不同，这种三重GEM检测器的速率能力不受空间电荷效应的限制，而是受由于流过电阻性保护电路（作为放电猝灭器引入）的雪崩感应电流引起的腔室电极上的电压降的限制。我们提出了一个大面积的三重GEM探测器的辐照研究与中等通量，以获得高的综合命中率。结果表明，下降高达40%的标称检测器气体增益，这将导致跟踪效率的严重损失。我们讨论了可能的缓解策略，导致一个新的设计的创业板箔电极分割在径向方向上，而不是“传统的”横向分割。新设计的优点包括跨不同扇区的均匀命中率、无需电压补偿的增益-损耗最小化以及检测器增益与背景通量形状的独立性。
2022-01-22 physics.ins-det
Development of a triple GEM UV-photon detector operated in pure CF4 for the PHENIX experiment
与三重GEM探测器在纯CF 4与不反射CsI光电阴极操作所获得的结果。探测器在稳定模式下工作，增益高达10^4。当总电荷超过~ 4 × 10^6 e时，偏离指数增长开始发展，导致当总电荷为~ 2 × 10^7 e时增益饱和，并使结构相对稳定地抵抗放电。在阳极处的总累积电荷约为10 mC/cm^2后，在GEM箔中未观察到老化效应。到反射光电阴极的离子回流电流与到阳极的电子电流相当。然而，在总离子回流电荷约为7 mC/cm^2时，没有观察到碘化铯光电阴极的显著退化。
2003-08-31 physics.ins-det
Triple GEM operation in compressed He and Kr
我们研究了三重GEM（气体电子倍增器）检测器在纯稀有气体He和Kr在高压下，从1到15个大气压变化的性能。在这些气体中的操作进行比较，最近研究的Ne，Ar和氘。结果表明，轻稀有气体He和Ne具有优越的性能：最高增益，接近10^5，并且增益对压力的依赖性不寻常。特别是，在He和Ne中的最大增益不随压力而降低，与Ar，Kr和Ar相反。这些结果对于理解惰性气体中电子雪崩的基本机制以及在低温粒子探测器、X射线成像和中子探测器中的应用具有重要意义。
2002-08-05 physics.ins-det
Triple GEM Detectors for the Forward Tracker in STAR
在RHIC中通过宇称破坏W玻色子产生质子的味分离自旋结构的未来测量需要升级STAR探测器的前向跟踪系统。这一升级将允许重建衰变的W玻色子产生的电子和正电子的电荷符号。基于使用由Tech-Etch Inc.生产的GEM箔的六个大面积三重GEM盘的设计。已经成为提供必要的跟踪精度的具有成本效益的解决方案。我们报告的第一个结果，从光束测试的三个测试探测器使用技术蚀刻生产的创业板箔和激光蚀刻的二维条读出。探测器工作稳定、效率高，空间分辨率达到70 μ m以上，超过了前向跟踪升级的要求。还详细研究了粒子入射角对探测器空间分辨率的影响。
2007-11-23 physics.ins-det
Time performance of a triple-GEM detector at high rate
气体探测器在高能物理学中用作跟踪器，或者更一般地，用作测量粒子位置的设备。因此，它们必须提供高空间分辨率，并且必须能够在强辐射区域，即对撞机相互作用点周围工作。其中，微模式气体探测器（MPGD）是最新的前沿，并允许克服许多限制的预先存在的探测器，如辐射耐受性和速率能力。气体电子倍增器（GEM）是一种MPGD，其在减小的放大区域中利用强电场以防止放电。几个放大阶段，如在一个三重GEM，允许增加检测器增益，并减少放电概率。使用诸如电荷质心（CC）和微时间投影室（$\upmu$ TPC）的重建技术来执行位置测量。根据文献，三重GEM显示出高达$10^8\,$ Hz/cm $^2$的稳定行为。在美因茨微波加速器（MAMI）设施进行了测试束与四个平面三重GEM，并在不同的束流条件下对其性能进行了评估。在这篇文章中，一个重点的时间性能的$\upmu$ TPC集群给出了一个新的测量的三重GEM限制在高速率。
2020-04-10 physics.ins-det
Implementation of the code for the simulation of the response of a triple-GEM tracker and its comparison to the experimental data
在探测器开发的框架中，蒙特卡罗模拟在评估预期性能和充分理解束流条件下的行为方面发挥着关键作用。特别是，模拟探测器对粒子通过的响应的软件对于测试不同的设置和解决方案（例如几何形状、场、电压等）以及理解测试束数据是强制性的。对于气体跟踪器，现有的软件，如GARFIELD，执行物理过程的非常详细的模拟，但也是CPU时间消耗。对于新的圆柱形GEM跟踪器的BESIII，一个更快的代码，从GARFIELD获得的结果建模，并将其调整到实验数据，收集在几个测试光束，已被写入。它再现了不同工作条件下的平面三重GEM的行为，完成后，它将被插入BESIII的官方代码。的过程中，基于不同的组件（电离，扩散和磁场，雪崩倍增，信号感应和读出）的描述将给出其结果将进行比较的GARFIELD模拟和实验数据。
2018-07-03 physics.ins-det
Performance of a large size triple GEM detector at high particle rate for CBM Experiment at FAIR
在FAIR的CBM实验中，双μ子将由μ子室（MUCH）检测，该μ子室由不同宽度的分段吸收体和夹在吸收体对之间的跟踪室组成。在该固定靶重离子碰撞实验中，在$10~MHz$的最高相互作用速率下操作用于$Au+Au$碰撞，在其内径环中的第一个MUCH探测器站将面对$1~MHz/cm^2$的粒子速率之后。为了在如此高的粒子密度下运行，已为MUCH的前两个台站选择了基于GEM技术的探测器。我们早些时候已经报道了几个小尺寸的GEM探测器原型在VECC用于在MUCH的性能。在这项工作中，我们报告了一个大型GEM室原型测试质子束的动量$2.36~GeV/c$在COSY-Jüelich德国。使用在自触发模式下操作的nXYTER ASIC读出检测器。在$ΔV_{GEM}~=~375.2~V$下实现了比$96\%$更高的效率。当测试到最大速率$2.8~MHz/cm^2$时，已发现效率随进入质子速率的变化在$2\%$内变化。发现增益在高粒子速率下稳定，最大变化为$\sim~9\%$。
2016-06-02 physics.ins-det
Production and characterization of random electrode sectorization in GEM foils
本研究针对三重GEM探测器传统分割技术制造难、易有误差的问题，提出随机孔分割技术，经测试验证其可限制扇区间效率损失，是大面积探测器GEM箔制造的可行替代方案。
2023-05-26 physics.ins-det
Performance of triple-GEM detectors for the CMS Phase-2 upgrade measured in test beam
CMS实验第二阶段升级的端盖μ子系统的GE 2/1和ME 0站的三重GEM探测器已在试验束中运行，以测量其效率和空间分辨率，同时还使用了一个高空间分辨率的三重GEM跟踪器。GE 2/1探测器的生产模块和原型ME 0探测器显示出出色的本地效率。采用随机孔扇区化的GEM箔的原型探测器显示出死区的显著减少。跟踪器的空间分辨率已被测量，并发现接近预期值75 μm。
2022-10-14 hep-ex physics.ins-det
Construction of Triple-GEM Detectors Using Commercially Manufactured Large GEM Foils
许多实验目前正在使用或提议在其检测器中使用大面积GEM箔，这产生了对商业上可获得的GEM箔的需求。目前，CERN是大型GEM箔的唯一主要分销商，但随着对GEM技术的兴趣越来越大，跟上对GEM日益增长的需求将是困难的。因此，Tech-Etch Inc.已经建立了高达50 $\times$ 50 cm $^2$的GEM的商业化。of Plymouth，MA，USA使用单掩模技术。单掩模GEM箔的电学性能和光学质量已被发现与CERN生产的那些相当。验证Tech-Etch单掩模GEM箔的下一个关键步骤是在物理条件下测试其性能。这些测量将使我们能够量化和比较探测器的增益和效率，以其他三重GEM探测器。这将通过使用Tech-Etch制造的箔构建几个单掩模三重GEM探测器来完成，其遵循STAR Forward GEM Tracker（FGT）所使用的设计。这些探测器将研究如何通过采用穿孔Kapton间隔环而不是G10间隔网格来减少探测器的死区，从而进一步减少材料预算并提高探测器的效率。已经获得了组装三重GEM探测器所需的材料和工具。GEM箔已经过电气测试，少数已经过光学扫描。我们发现这些结果与CERN生产的GEM箔一致。随着这些初步测试的成功，目前正在建造三重GEM探测器。
2016-12-12 hep-ex physics.ins-det
XRF element localization with a triple GEM detector using resistive charge division
在这项工作中，我们显示的操作和结果的X射线荧光成像系统使用级联的三个气体电子倍增器（GEM）和针孔组件。该探测器在大气压下在Ar/CO $_2$（90/10）中工作，电阻链应用于条带读出，仅允许使用五个电子通道：每个维度两个，第五个用于能量和触发。的能量谱，以补偿信号幅度的微小变化，也在整个敏感区域的增益差异的校正进行了描述和能量分辨率的明显改善。为了利用对能量和相互作用位置的同时灵敏度，应用了将能谱与RGB范围相匹配的色标，从而产生其中颜色与每个像素中的能量直接对应并且强度由图像的亮度反映的图像。示出了用四种不同颜色的颜料获得的结果。
2019-05-20 physics.ins-det
Ion backflow studies with a triple-GEM stack with increasing hole pitch
自1997年发明以来，气体电子倍增器经历了非常一致的发展。他们的生产过程已经调整到这样一种方式，现在有可能生产面积为平方米的箔，可以在合理的增益下工作，在大面积上均匀，并在放电方面具有良好的稳定性。对于LHC的第三次运行，它们将在探测器进行重大升级后被纳入CMS和ALICE实验，确认这些结构适合于非常大的实验。在时间投影室的特殊情况下，离子回流和能量分辨率是必须解决的敏感问题，GEM已证明能够处理这两个问题。在这项工作中，一个堆栈的三个不同间距的GEM已被研究作为一个可能的未来的方法，用于离子回流抑制TPC和其他检测概念。利用这种方法，在Ar/CO2（90/10）混合气体中以~ 2000的增益工作的探测器在5.9 keV处实现了1%的离子回流，能量分辨率为12%。
2018-06-01 physics.ins-det
Impact of the hole orientation of asymmetric GEM foils on the performance of single and triple GEM detectors
气体电子倍增器（GEM）箔是一种放大级，用于克服气体探测器中观察到的放电问题。GEM薄膜的生产技术主要有两种：双掩模腐蚀和单掩模腐蚀。尽管是一种有效的方法，但与双掩模相比，在单掩模中观察到GEM孔的顶部和底部直径之间的不对称性。在本文中，我们描述了广泛的模拟和实验测量，研究这种孔的不对称性和它的效果的GEM探测器的性能。实验数据收集使用GEM箔的各种孔的几何形状和取向。在模拟中，使用相同的尺寸来研究探测器的特性。使用Garfield $^{++}$模拟包和ANSYS进行模拟，以创建GEM箔的几何形状以及场计算所需的三GEM检测器和网格。模拟结果与实验测量结果相吻合。如果非对称箔以朝向读出平面的较小直径取向，则用单GEM探测器和三GEM探测器测量的增益较低。放大和收集步骤的详细模拟表明，较低的增益是由于第一次在GEM3箔的电子损失。
2021-11-30 hep-ex physics.ins-det
Characteristic study of a quadruple GEM detector and its comparison with a triple GEM detector
一个四重GEM检测器已组装在一个独立的配置和操作使用Ar和CO $_2$气体混合物的比例为70：30和90：10。用$^{106}$ Ru-Rh $β$源和$^{55}$ Fe源的X射线谱对探测器的性能进行了详细的研究。这些测量结果的增益，效率，能量和时间分辨率方面，也与我们以前的三重创业板的结果进行了比较。能量分辨率已被发现是有点差的三GEM探测器相比。详细研究了漂移场对电子透明度和时间分辨率的影响。
2018-10-08 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Thick GEM versus thin GEM in two-phase argon avalanche detectors
考虑到厚GEM（THGEMs）在相干中微子-核散射、暗物质搜索和其他稀有事件实验中的潜在应用，在两相Ar雪崩探测器中比较了厚GEM和薄GEM的性能。该检测器包括一个1厘米厚的液体Ar层，然后是一个双THGEM或三倍GEM倍增器，在液相上方的饱和蒸气中操作。研究了三种类型的THGEM：由G10和Kevlar制成的THGEM和电阻电极（RETHGEM）。只有G10制造的THGEM在两相Ar中表现出稳定的性能，增益达到3000。成功地操作的两相氩雪崩探测器与薄或厚GEM倍增器被证明在低检测阈值，分别为4和20个初级电子。与三重GEM相比，双THGEM乘法器产生较慢的阳极信号;这允许应用脉冲形状分析以有效地抑制噪声信号。两个倍增器的噪声率进行了评估，在两相Ar;与20个电子的检测阈值和应用脉冲形状分析的噪声水平低至0.007赫兹每1平方厘米的有效面积达到。
2008-05-14 physics.ins-det
Electronics integration for the GE2/1 and ME0 GEM detector systems for the CMS Phase-2 Muon System Upgrade
大型强子对撞机目前正在进行高亮度升级，这将使瞬时亮度增加约五倍。因此，紧凑型μ子螺线管实验正在升级其μ子光谱仪，以应对前向区μ子通量的增加。最近进入批量生产阶段的GE 2/1三重气体电子倍增器探测器和处于后期原型制作阶段的ME 0三重GEM探测器系统正在进行电子集成。这些会议记录简要讨论了GE 2/1和ME 0探测器系统的前端电子设备，电子集成测试过程，以及CMS GEM协作组对这两个探测器系统的前端电子设备的未来计划。
2021-10-30 physics.ins-det
Effect of relative humidity on the long-term operation of a single mask triple GEM chamber
用Ar/CO $_2$（体积比为70/30）混合气体，在连续流动模式下，对单掩模~（SM）三重气体电子倍增器（GEM）探测器的特性进行了研究。Fe $^{55}$ X射线源用于这项工作。从5.9 keV的X射线能谱的增益和能量分辨率进行了研究。在校正了温度和气压变化的影响后，研究了相对湿度对腔室增益和能量分辨率的影响。本文详细介绍了实验装置、测量方法和结果。
2022-06-08 hep-ex physics.ins-det
Performance of the triple GEM detector built using commercially manufactured GEM foils in India
气体电子倍增器（GEM）探测器由于其优异的空间分辨率、高速率能力和设计灵活性而被用于各种应用。GEM探测器是核物理和粒子物理实验中一种很有前途的装置。许多未来的实验和升级都期待使用这项技术，从而导致对GEM箔的高需求。到目前为止，CERN是唯一可靠的GEM箔制造商和分销商，但随着技术转让，全球很少有其他行业开始使用相同的光刻技术制造这些箔。Micropack Pvt. Ltd.是印度的一个这样的行业，它首先生产了几种$10~cm ~\times~ 10~cm$ GEM箔，然后将其分发给几个合作伙伴，以测试箔的可靠性和性能，然后才能被科学界接受。已经通过研究它们的光学和电学性质来表征三种这样的箔。使用这些箔的三重GEM探测器已建成和各种性能特性进行了测量。在本文中，我们具体报告的增益，分辨率和响应均匀性的测量，利用当地的质量控制设置现有的德里大学。
2018-06-13 hep-ex physics.ins-det
Study of charging up effect in a triple GEM detector
微图形气体探测器技术的发展为我们提供了各种具有良好空间分辨率和高速率性能的探测器，气体电子倍增器（GEM）探测器就是其中之一。典型地，GEM由厚度为50微米的薄聚酰亚胺箔制成，在顶侧和底侧上具有5微米的铜覆层。聚酰亚胺的存在会在外部辐射的影响下改变探测器的增益，这种现象被称为充电效应。在强Fe $^{55}$ X射线源的连续照射下，研究了Ar/COPDMATHABMM（70/30）混合气体的双掩模三重GEM探测器原型的充电效应。文中给出了详细的测量方法和试验结果。
2020-07-22 hep-ex physics.ins-det
Study of charging-up effect for a single mask triple GEM detector
随着加速器系统的发展和对高亮度粒子束流的要求，具有良好位置分辨率和高速率处理能力的探测器已成为高能物理实验设计的关键。气体电子倍增器（GEM）探测器由于其良好的空间分辨率和速率处理能力，在许多高能物理实验中被广泛用作跟踪装置。GEM检测器的有效体积内的介电介质的存在改变其在暴露于外部辐射时的行为。这种机制通常被称为充电效应。在这篇文章中，效果的充电现象和初始极化效应的电介质上的腔室的增益的报告单掩模三GEM腔Ar/CO2气体混合物。
2021-07-02 hep-ex physics.ins-det
Long-term stability test of a triple GEM detector
本研究的主要目的是进行单掩模三重GEM探测器增益的长期稳定性测试。使用具有高活性的放射性X射线源的简单方法用于该长期稳定性试验。继续测试直到每单位面积的电荷累积> 12.0 mC/mm 2。本文详细介绍了腔室的制作、测试装置、测量方法和测试结果。
2016-07-30 hep-ex physics.ins-det
Spark probability measurement of a single mask triple GEM detector
三重气体电子倍增器探测器将在CBM MUCH的前两个台站用作跟踪装置，在那里，对于8 AGeV的中心Au-Au碰撞，最大粒子速率预计将达到~1 MHz/cm 2。因此，探测器的稳定运行非常重要。在CERN SPS/H4束线装置上测量了单掩模三重GEM探测器在~150 GeV/c π介子束流和高电离簇射粒子环境中的放电几率。研究了不同粒子率下的火花几率与增益的关系。本文详细介绍了实验装置，火花识别方法和结果。
2021-07-02 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
3D Simulation of Electron and Ion Transmission of GEM-based Detectors
时间投影室（TPC）已被选为几个高通量和高重复率实验的主要跟踪系统。这些包括正在进行的实验，如ALICE和未来的实验，如PANDA在FAIR和ILC。在采用气体电子倍增器（GEM）作为ALICE-TPC升级版的气体放大级时，开展了不同的$\mathrm{R}\&\mathrm{D}$活动。通过这些活动确定了低离子反馈的要求。低离子反馈使空间电荷引起的失真最小化，并保持探测器增益和能量分辨率的必要值。在目前的工作中，加菲尔德模拟框架已被用来研究发生在单，三，四GEM探测器的相关物理过程。本文研究了由不同孔距的箔片组成的四重GEM在不同电磁场配置下的离子回流和电子传输（ALICE TPC的投影解）。最后提出了一种新的三重GEM探测器配置，具有低离子回流分数和良好的电子传输特性，作为一个更简单的GEM为基础的替代方案，适合未来的对撞机实验的TPC。
2017-10-02 physics.ins-det
PARSIFAL: a toolkit for triple-GEM parametrized simulation
本文介绍 PARSIFAL 工具包，利用 GARFIELD++ 预计算参数快速模拟 triple-GEM 探测器响应，并通过 testbeam 数据调节以兼顾速度与精度。
2023-06-07 physics.ins-det
Triple-GEM detectors for the Phase-2 upgrade of the CMS muon spectrometer
本文介绍 CMS 缪子谱仪 Phase-2 升级中 GE1/1、GE2/1 和 ME0 三个 triple-GEM 探测器站的调试、性能验证及部署进展。
2023-12-07 hep-ex physics.ins-det
High granularity tracker based on a Triple-GEM optically read by a CMOS-based camera
在气体室中雪崩发展过程中产生的光子的检测在过去一直是详细研究的主题。近年来，一方面在微型气体探测器的性能方面取得了很大进展，另一方面在光传感器的性能方面取得了很大进展，这为制造高粒度和非常灵敏的颗粒跟踪器提供了可能性。在本文中，所获得的结果与三GEM结构读出的CMOS为基础的传感器进行了说明。He/CF $_4$（60/40）气体混合物的使用和电场的详细优化使得可以获得非常高的GEM光输出。该传感器探测到每个初级电子约80个光子，从而具有很好的跟踪来自宇宙射线的μ子和来自天然放射性的电子的能力。
2015-11-14 hep-ex physics.ins-det
Light multi-GEM detector for high-resolution tracking systems
在气体电子倍增器箔中的铜电极的受控蚀刻允许对于三重GEM检测器的材料预算减少超过两倍。使用薄箔的探测器提供了与标准设备相似的性能：双GEM的增益超过10^4，5.9 keV X射线的能量分辨率为27% fwhm。
2005-11-04 physics.ins-det
Effect of charging-up on the uniformity of a single mask triple GEM detector
气体电子倍增器（GEM）探测器是微图案气体探测器（MPGD）系列的高级成员之一，由于其高速率处理能力和良好的空间分辨率，在高能物理（HEP）实验中用作跟踪设备。探测器性能的一致性是任何跟踪装置的基本标准。GEM腔室的有效体积内的介电介质（Kapton）的存在改变了其在暴露于外部辐射时的行为。这种现象被称为充电效应。在本文中，针对带电和不带电的GEM箔，报告了尺寸为10 cm $\times$ 10 cm的单掩模（SM）三GEM腔室的增益、能量分辨率和计数率的均匀性。
2022-06-22 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Investigation of the stability in the performance of triple GEM detectors for High Energy Physics experiments
本文针对三重 GEM 探测器原型，在外部辐射和多种氩基气体条件下研究环境参数对增益与能量分辨率的影响，并报告 SM GEM 室性能变化的实验结果。
2024-01-20 hep-ex physics.ins-det
The Forward GEM Tracker of STAR at RHIC
布鲁克海文国家实验室（BNL）相对论重离子对撞机（RHIC）的STAR实验正在设计和建造一个基于三重GEM技术的前向跟踪系统。这一升级是必要的，使星的能力，重建和识别的电荷符号的W玻色子在一个扩展的快速范围内，通过其轻子衰变模式到一个电子（正电子）和中微子。这将允许在RHIC唯一可用的极化p + p碰撞的质子的味道分离的自旋结构的详细研究。前向GEM跟踪器FGT将由六个三重GEM盘组成，其外径约为39 cm，内径约为10.5 cm，沿束管排列，在广泛的碰撞顶点范围内覆盖从1.0到2.0的伪快度范围。GEM箔将由Tech-Etch，Inc.生产。使用10 cm x 10 cm Tech-Etch GEM箔和二维正交条读出的测试探测器的束测试已经证明了70 μ m或更好的空间分辨率和高效率。
2008-11-14 physics.ins-det
Long term stability study of triple GEM detector using different Argon based gas mixtures: an update
研究了三重气体电子倍增器（GEM）探测器在高倍率X射线辐照下的增益和能量分辨率的长期稳定性。本稳定性研究使用了预混合Ar/CO2（80：20）和（90：10）气体。强Fe 55 X射线源用于照射腔室。这项工作的独特之处在于，相同的源已被用来照射GEM原型，也监测光谱。这种布置是重要的，因为它降低了使用X射线发生器的机械复杂性以及设置的成本。在整个操作期间，腔室的一小部分区域连续暴露于X射线。温度和压力对增益和能量分辨率的影响进行了监测。使用Ar/CO2（70：30）气体混合物的三重GEM检测器的长期稳定性测试结果已在早期报道[1]。本文给出了Ar/CO_2（80：20）和（90：10）混合气体在同一室中的实验结果。
2021-07-02 hep-ex physics.ins-det
Performance of a triple-GEM detector with capacitive-sharing 3-coordinate (X-Y-U)-strip anode readout
本文报道了具有电容共享X-Y-U条状阳极读出的三重GEM探测器在束流测试中的性能，实现了微米级空间分辨率，并讨论了改进设计与大面积扩展的挑战。
2024-07-29 physics.ins-det
Spatial resolution measurement of Triple-GEM detector and diffraction imaging test at synchrotron radiation
研制了一种二维读出的三重GEM探测器。该探测器为同步辐射下的粉末衍射实验提供了高的位置分辨率。在实验室中使用55 Fe X射线源测量探测器的空间分辨率。获得了约110 μ m半高宽的分辨率。对于5.9keV的X射线，能量分辨率优于27%。用Cu X射线管验证了探测器在特定能量范围光子照射下的有效性。用X射线管对剥线钳头部进行成像，证明了其成像能力。在北京同步辐射装置1 W2 B实验室成功地进行了SiO2粉末样品的衍射成像实验。在不同的X射线能量下可以清楚地看到不同的衍射环。
2017-02-10 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
Commissioning and testing of pre-series triple GEM prototypes for CBM-MuCh in the mCBM experiment at the SIS18 facility of GSI
大面积的三重GEM室将用于即将在德国达姆施塔特举行的反质子和离子研究博览会上进行的CBM实验的MuCh系统的前两个站。GEM探测器的设计是为了在FAIR的CBM中以前所未有的相互作用速率（高达10 MHz）获取核-核碰撞数据。作为FAIR Phase-0计划的一部分，实际尺寸的梯形模块已安装在mCBM实验中，并在GSI的SIS 18光束线上的核-核碰撞中进行了测试。在这份报告中，我们将详细讨论这些GEM模块的设计、安装、调试和响应。响应已被研究使用的自由流读出电子设计的CBM-MuCh和CBM-STS探测器系统。在自由流数据中，已经进行了基于命中时间戳的事件构建的第一次尝试，从而首次观察到mCBM设置中GEM模块之间的清晰空间相关性。相应地，GEM探测器的时间分辨率达到了$\sim$ 15 ns。
2021-08-12 hep-ex physics.ins-det
Design and optimization of resistive anode for a two-dimensional imaging triple-GEM detector
采用数值模拟和实验测试相结合的方法，研究了二维成像探测器电阻阳极的优化设计问题。结果表明，要获得良好的探测器性能，焊盘与探测条的电阻比应大于5，焊盘表面电阻率的不均匀性最好小于$20\%$，焊盘宽度越小，空间分辨率越小，当焊盘宽度为$6mm$时，空间分辨率（$σ$）可达$105μm$左右。在此基础上，利用优化后的电阻阳极结构设计了一个二维GEM探测器样机，并取得了良好的成像性能。
2016-02-24 hep-ex physics.ins-det
Long-term stability study of single-mask triple GEM detector: impact of continuous irradiation
Bose Institute（博斯研究所）
研究评估了在实验室中使用氩气和二氧化碳混合气体的放射源对GEM探测器性能稳定性的影响，探讨了其增益、效率和能量分辨率在不同操作条件下的变化。
2026-04-08 hep-ex physics.ins-det
Study of ion feedback in multi-GEM structures
本文研究了三重和四重气体电子倍增器（GEM）探测器中的正离子反馈。详细研究了GEM孔径、探测器增益、外加电压、GEM数目等参数对离子反馈的影响。特别地，发现离子反馈与气体混合物和压力无关。在优化的多GEM结构中，在漂移场为0.1 kV/cm和增益为10^4时，离子反馈电流可以被抑制到阳极电流的0.5%。提出了一个简单的多GEM结构中的离子反馈模型。所得结果与时间投影室和气体光电倍增管的性能有关。
2002-08-05 physics.ins-det
Investigations on ASIC for Triple-GEM Detectors
本文的主要目的是研究APV 25和VMM 3a读出芯片在Triple-GEM探测器前端读出系统中的性能。对于APV 25，信噪比（SNR）估计值为84.29 +/- 0.12。对于VMM 3a，芯片的噪声特征在于在整个参数空间中的等效噪声电荷（ENC）以及输入电容的增加。对于最高的VMM增益和峰值时间设置，计算出的ENC约为300电子+8电子/pF。最后，基于噪声对两种芯片进行了比较，同时还准备了使用VMM读出的未来宇宙学测量的设置，以便也导出VMM SNR比。
2022-06-20 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Discriminating cosmic muon and x-ray based on rising time using GEM detector
气体电子倍增器（GEM）探测器是近十年来用于宇宙μ子散射层析成像和中子成像的探测器。研制了有效读出面积为10 cm × 10 cm的三重GEM器件，并进行了基于上升时间的宇宙μ子和X射线鉴别实验。利用55Fe射线源对GEM探测器的能量分辨率进行了测试，证明GEM探测器具有良好的性能。完整的信号周期的分析允许得到上升时间和脉冲高度。实验结果表明，通过适当的上升时间阈值，可以区分宇宙μ子和X射线。
2015-12-06 physics.ins-det
CYGNO: Triple-GEM Optical Readout for Directional Dark Matter Search
CYGNO是一个实现立方米演示器的项目，用于研究大体积、配备GEM的TPC读出的光学方法性能的可扩展性。这是CYGNUS原型合作的一部分，旨在构建一个地下观测站网络，用于定向暗物质搜索。结合使用高粒度sCMOS和快速传感器读出在倍增过程中GEM通道中产生的光，一方面可以重建轨道的3D方向，提供准确的能量测量和对源方向性的灵敏度，另一方面，高粒子识别能力非常有用，以区分核反冲。将介绍所进行的研发结果和未来30-100立方米实验的步骤。
2019-10-21 hep-ex physics.ins-det
Development and Study of Different Muon Track Reconstruction Algorithms for the Level-1 Trigger for the CMS Muon Upgrade with GEM Detectors
在接下来的几年里，随着LHC升级到更高的亮度，CMS将受到越来越多的粒子通量的影响，特别是在其最前沿的区域，| η|> 1.6。为了巩固CMS的μ子谱仪并增加冗余，CMS GEM合作建议对1.6 <| η| < 2.1区域，最初预计配备RPC和Triple-GEM探测器。该技术已被证明在高通量下保持高效，并满足CMS的要求。这项工作，使用模拟，研究三个轨道重建算法打算安装在CMS的第一选择阶段的三重GEM探测器：最小二乘拟合，标准卡尔曼滤波器，和修改后的卡尔曼滤波器。为了量化CMS μ子谱仪和CMS触发系统的改进，对Triple-GEM探测器和实际系统的测量结果进行了比较分析。
2013-06-04 hep-ex physics.ins-det
Effect of hole pitch reduction on electron transport and diffusion: A comparative simulation study of Triple GEM detectors
Banaras Hindu University（贝拿勒斯印度教大学）
本研究通过模拟分析三重GEM检测器在减小孔pitch下的电子传输与扩散特性，探讨其性能优化与设计改进。
2026-01-15 hep-ex physics.ins-det
Research and development in cylindrical triple-GEM detector with $μ$TPC readout for the BESIII experiment
第三代北京电子能谱仪（BESIII）是用于高能物理研究的仪器。寻找新粒子并测量其性质或研究罕见的过程是为了了解这些测量是否证实了标准模型，并寻找超越它的物理学。探测器确保重建属于亚原子领域的事件。由于装置的辐射水平，BESIII内跟踪器的操作和效率受到影响。需要一种新的探测器来保证更好的性能并改进物理研究。圆柱形三重GEM探测器（CGEM）是对这一需求的回答：它将保持内部跟踪器的优异性能，同时提高光束方向上的空间分辨率，从而更好地重建次级顶点。CGEM的技术挑战与其空间限制和所需的圆柱形状有关。同时，检测器必须确保接近1的效率和优于150 $μ$ m的稳定空间分辨率，与轨道入射角和1 T磁场的存在无关。在2014-2018年期间，CGEM-IT已经设计和建造。通过几个测试束和模拟的最佳配置从几何和电气的观点已经被发现。这允许测量与CGEM-IT相互作用的带电粒子的位置。两种算法已被用于此目的，电荷质心和$μ$ TPC，一种新的技术，由ATLAS在MicroMegas中引入，并在这里开发的第一次为三GEM探测器。一个完整的三GEM仿真软件已经开发，以提高知识的检测过程。该软件在BESIII离线软件中再现CGEM-IT行为。
2019-04-13 hep-ex physics.ins-det
Resolution Studies of GEM/Timepix Detector with 5 GeV electrons
这一贡献调查的TPC读出与高度像素化的CMOS ASIC，这是一个选项的ILC的带电粒子跟踪的原型。将三重GEM叠层与TimePix和MediPix 2芯片（像素尺寸为55 $\times$ 55 $μm^2$）连接，并且用5GeV电子研究其读出特性。利用不同的聚类算法，将聚类中心重构的空间分辨率确定为漂移距离的函数，并与Monte Carlo预测进行比较。
2007-09-18 physics.ins-det
Making spherical GEMs
我们开发了一种方法，使GEM箔的球形几何形状。这个过程中，并与由此产生的球形宝石的测试。与球形漂移电极一起，可以形成用于X射线的球形转换间隙。这将消除X射线衍射装置中的视差误差，该视差误差限制了宽衍射角处的空间分辨率。该方法对于设计中可能的变化是廉价和灵活的。我们展示了先进的计划，使一个完全球形的三重GEM探测器，包括球形读出结构的原型。这种探测器将具有优越的位置分辨率，也在宽衍射角，和高速率的能力。以前从未制造过完全球形的气体探测器。
2009-11-06 physics.ins-det
