A two-dimensional position-sensitive microchannel plate detector realized with two independent one-dimensional resistive anodes
采用一种新的阳极方案，实现了一个灵敏面积为100 mm的二维位置灵敏微通道板探测器，该探测器配备了四个集成放大器。阳极由两个独立的一维电阻阳极构成，每个电阻阳极由印刷电路板上的电阻串联连接的平行铜带阵列组成。阵列垂直对齐以实现二维位置分辨率，PCB上靠近MCP的相邻条带之间的间隔被切除以允许电子通过。用55Fe X射线源对探测器进行了测试，位置分辨率达到0.38 mm。
2018-06-19 physics.ins-det
Microchannel plate cross-talk mitigation for spatial autocorrelation measurements
微通道板（MCP）是许多空间分辨的单粒子探测器的基础，诸如采用图像增强器（II）的ICCD或I-sCMOS相机、具有用于检测冷气体粒子的延迟线阳极的MCP或切伦科夫辐射探测器。然而，由MCP提供的空间特性受到其微通道之间的串扰的严重限制，使得MCP和II不适合自相关测量。在这里，我们提出了一种串扰减法实验例示的赝热光的二阶强度自相关函数在单光子水平的基于I-sCMOS的测量方法。该方法仅需要用于校准的暗计数测量。参考互相关测量证明串扰减法。在保持MCP应用的通用性的同时，所提出的串扰减法特别简化了量子光学设置。在自相关测量的可能性下，信号不再需要被划分成两个相机区域以用于互相关测量，从而降低了实验设置复杂性并且将可同时采用的相机传感器区域增加了至少两倍。
2018-05-09 physics.ins-det
Absolute efficiency of a two-stage microchannel plate for electrons in the 30 - 900 eV energy range
我们报告的设备能够测量的绝对检测效率的检测器的电子在30 - 900 eV的范围内。特别是，我们讨论了一个两阶段的人字形微通道板（MCP）的特性。这些测量是在罗马三大学的LASEC实验室用一个定制的电子枪进行的。电子束电流在fA范围内的非常好的稳定性，以及0.01 fA的皮安计标称分辨率，允许测量MCP的绝对效率$ε$。我们发现$ε$ =（0.489 $\pm$ 0.003），没有明显的能量依赖性。我们充分表征了MCP脉冲形状分布，其是准高斯的，具有高于噪声水平的可见峰值。我们测量了30和500 eV之间的平均脉冲高度的68%的变化。此外，通过对脉冲形状的更深入分析，特别是脉冲高度、面积和宽度之间的相关性，我们发现了一种区分在10 ns时间窗口内发生的单电子和多电子事件的方法。
2022-03-28 physics.ins-det
MCPSim: A Geant4-based generic simulation toolkit for electron multipliers represented by Microchannel Plate
本研究开发了基于Geant4等工具的MCPSim通用电子倍增器模拟工具包，支持CAD导入、多电磁场与多物理过程，经实验验证吻合良好，可指导相关器件设计优化。
2023-10-08 physics.ins-det
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）
本文分析了LAPPD Gen-II光电倍增管的特性，开发了描述光电子传播和电荷扩展的模型，为高能物理和医学成像应用提供优化框架。
2025-12-02 physics.ins-det
Tracking rare-isotope beams with microchannel plates
一个系统的两个微通道板探测器已成功地实现跟踪弹丸碎片束。检测器提供离子在反应目标处的相互作用位置、角度和到达时间。目前的设计是一个用于低能量束（$\sim$ 1.4 MeV/核子）的组件的适应。为了提高对高能重离子束的跟踪分辨率，必须大幅度提高二次电子加速箔与微通道板之间的磁场强度。使用37 MeV/nucleon的${}^{56}$ Ni束流的实验结果表明，该跟踪系统可以实现亚纳秒的时间分辨率和$\sim$ 1 mm的位置分辨率的束流强度高达$5\times10^{5}$ pps。
2013-09-11 nucl-ex physics.ins-det
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）
利用微通道板探测器在高磁场环境下实现高精度束流剖面测量，满足WISArD实验对β中微子角相关系数的精度要求。
2026-02-13 physics.ins-det
A Study of the Gain of Microchannel Plates in the Ionization Profile Monitors at Fermilab
针对费米实验室电离剖面监测器中微通道板增益随时间下降的问题，本文梳理了老化效应与初始“清洗”效应两种可能成因，并介绍了在主注入器IPM上开展的相关研究结果。
2023-10-04 physics.acc-ph physics.ins-det
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。
2017-09-18 nucl-ex physics.ins-det
Systematic approach to measure the performance of microchannel-plate photomultipliers
提出一套系统测量 MCP-PMT 多项性能参数的方法与实验装置，覆盖效率、增益、时间、寿命、磁场及空间分布等参数，并支持半自动分析，可为不同器件的可比测量提供指南。
2024-07-04 physics.ins-det
Time-domain anode-decoupling co-design for a floating microchannel plate detector readout
University of Bern（伯尔尼大学）
针对紧凑型飞行时间质谱仪，通过时域协同设计阳极几何与高压交流去耦网络，抑制基线漂移和脉冲展宽，实现高分辨率与动态范围。
2026-05-28 physics.ins-det
Progress towards a microchannel plate detector with AlGaN photocathode and cross-strip anode for ultraviolet astronomy
Empa, Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology（瑞士联邦材料科学与技术研究院）
本文提出在微通道板上直接涂覆AlGaN光电阴极以提高紫外探测灵敏度，并在FPGA中实现非迭代质心算法以提升探测器性能。
2025-12-10 astro-ph.IM physics.ins-det
Two-dimensional visualization of cluster beams by microchannel plates
本文介绍一种先进的真空中团簇束流及团簇束流与粒子加速器束流重叠体积的二维实时显示技术。检测系统由微通道板（MCP）阵列与由CCD相机读出的荧光屏组合组成。这种设置连同通过电子或离子束的团簇束的电离允许对团簇束的位置、大小和强度进行空间分辨的调查。此外，由于不带电的集群仍然未被检测到，在内部束实验中的操作开辟了一条道路，以监测重叠区域，从而跨越原来的电中性集群射流的加速器束的位置和大小。观察到的记录图像的强度分布与空间离子束和团簇束强度的卷积成正比，并且由此是二维亮度分布的直接测量。该信息可以直接用于顶点位置的重建以及用于反应区的数值模拟的输入。图像的空间分辨率由完整MCP器件的粒度决定，并且被发现在σ~100 μm的数量级。
2013-07-23 nucl-ex physics.ins-det
Performance of the most recent Microchannel-Plate PMTs for the PANDA DIRC detectors at FAIR
本文评估了用于PANDA DIRC探测器的最新MCP-PMT性能，包括收集效率、量子效率、增益均匀性、磁场影响及时间分辨率等参数，并发现Photonis最新一代产品存在自发光子的级联效应。
2023-11-28 hep-ex physics.ins-det
Lifetime and performance of the very latest microchannel-plate photomultipliers
本文研究 PANDA 实验中 DIRC 探测器所需的最新型 ALD 镀膜 MCP-PMT，在磁场内评估 Photonis 和 Photek 器件的收集效率、量子效率、暗计数率、后脉冲概率及时间分辨率等关键性能。
2023-11-28 hep-ex physics.ins-det
Scintillator-integrated microchannel plate photomultiplier tubes for ultrafast timing over keV-GeV energy scales
本文提出集成氟化钡或锗酸铋的 SCI-IMP 探测器，利用 511 keV 伽马射线和 GeV 级宇宙射线 μ 子验证其兼具能量测量与数十皮秒乃至 16.8 ps 超快计时能力。
2025-10-03 hep-ex physics.ins-det physics.med-ph
The PANDA DIRC Detectors
在未来的反质子和离子研究设施（FAIR）中进行的PANDA实验将以前所未有的精度解决强子物理学的基本问题。为了达到这一目标，优秀的粒子识别（PID）是必不可少的大范围内的粒子动量和立体角。大部分相空间将由两个创新的DIRC（内部反射切伦科夫光检测）探测器覆盖。端帽圆盘DIRC和套筒DIRC将分别覆盖5 - 22 $^\circ$和22 - 140 $^\circ$的极角范围。这两种探测器都依赖于高精度光学元件、寿命增强型微通道板光电倍增管（MCP-PMT）和快速读出电子器件。
2019-01-14 physics.ins-det
Resistive Plate Chamber Digitization in a Hadronic Shower Environment
CALICE半数字强子量热计（SDHCAL）技术原型是一种使用玻璃电阻板室探测器的采样量热计，具有三阈值读数作为活动介质。该技术是国际直线对撞机国际大型探测器强子量能器提出的两种方案之一。原型在欧洲核子研究中心的超级质子同步加速器上暴露在不同能量的μ子、电子和π介子束下。为了能够在未来的实验中研究这种量热计的性能，重要的是确保其响应的可靠模拟。在本文中，我们介绍了使用GEANT 4进行的原型仿真以及使用名为SimDigital的算法实现的数字化过程。本文详细介绍了该算法，并说明了利用μ子径迹和电磁簇射确定其参数的方法。与强子簇射数据的比较显示出良好的协议高达50 GeV。在较高能量下观察到离散。这些差异的原因进行了调查。
2016-04-15 hep-ex physics.ins-det
Single photon time resolution of photodetectors at high rate: Hamamatsu R13742 MaPMT and R10754 MCP-PMT
本文报道了两个光电探测器的时间分辨率的单光子计数器在高速率：滨松R13742-103-M64“传统”（基于金属倍增管）多阳极光电倍增管（MaPMT）和滨松R10754-07-M16微通道板光电倍增管（MCP-PMT）。在低光子速率下，MCP-PMT的时间分辨率（渡越时间扩展或抖动）约为70 ps FWHM（约为30 ps RMS），但在约100 kHz/mm^2以上达到饱和。MaPMT可以处理最高测试值10 MHz/mm^2的光子计数率。当仅像素中心被照亮时，其时间分辨率为~250 ps FWHM（~110 ps RMS），但是当整个像素区域被照亮时，像素边缘效应将分辨率降低到~400 ps FWHM（~170 ps RMS）。
2020-09-17 physics.ins-det
Description and stability of a RPC-based calorimeter in electromagnetic and hadronic shower environments
2011年完成的CALICE半数字强子量热计技术原型是一种使用玻璃电阻板室（GRPC）探测器作为活性介质的采样量热计。该技术是国际直线对撞机国际大型探测器强子量能器提出的两种方案之一。该原型于2015年在欧洲核子研究中心超级质子同步加速器上暴露于不同能量的μ子，电子和π介子束。在未来的实验中使用这项技术需要对其响应进行可靠的模拟，从而可以预测其性能。采用GEANT4软件结合数字化算法对样机进行了仿真。它描述了信号的完整路径：淋浴，气体雪崩，电荷感应和命中触发。模拟调整使用μ子轨道和电磁簇射占探测器的不均匀性和强子簇射收集在测试束上进行测试。该出版物描述了数字化算法的发展。它用于预测探测器性能对数据采集条件（包括温度、压力、磁场、GRPC宽度变化和气体混合物变化）的各种变化的稳定性。这些预测面临的测试光束的数据，并提供了一个尝试来解释探测器的属性。诸如温度和电势检测器不均匀性的数据采集条件影响能量密度测量，但是对检测器效率具有小的影响。
2023-03-21 physics.ins-det
Development and operation of an electrostatic time-of-flight detector for the Rare RI storage Ring
在RIKEN稀磁共振环上研制了一种静电飞行时间探测器E-MCP，用于质谱分析中的循环束流快速诊断和定时测量。E-MCP探测器由转换箔、电位栅和微通道板组成。当重离子撞击金属箔表面时，次级电子从金属箔表面释放出来，电子被静电势加速并偏转90 $^\circ$向微通道板。使用薄碳箱和薄铝涂覆的聚酯薄膜箱作为转化箱。在能量为170 MeV/u的$^{84}$ Kr束流中，使用碳膜和铝膜的Mylar膜，分别获得了69（1）ps和43（1）ps的时间分辨率（标准偏差）。两种箔的检测效率均约为90%。在RIKEN的RI Beam Factory进行的铀束飞行裂变产生的$^{78}$ Ge周围的原子核质量测量演示实验中，为了确认粒子循环，将配备碳箔的E-MCP探测器安装在Rare-RI Ring内。清楚地观察到来自循环离子的周期性时间信号。获得了$^{78}$ Ge、$^{77}$ Ga和$^{76}$ Zn的旋转时间。结果证实了短寿命核在Rare-RI环内的成功循环。
2020-11-04 nucl-ex physics.ins-det
The ATLAS Forward Physics Project
我们描述的ATLAS正向物理项目的主要组成部分，即可移动的束管，跟踪和定时探测器，允许检测完整的质子在LHC的最终状态。位置探测器由6层三维硅探测器组成，由为ATLAS开发的FE-I4芯片读出。快速计时探测器是由石英基切伦科夫探测器连接到微通道板光电倍增管，然后是放大，测量和记录事件时间的电子元件以及稳定的参考时钟信号，确保10-15皮秒的时间分辨率。
2013-02-04 hep-ex physics.ins-det
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
RADiCAL合作组研发了基于闪烁与波长移位技术的超紧凑采样量能器模块，并在CERN的H2电子束下测试，证明其在150 GeV时时间分辨率达27 ps。
2024-01-03 physics.ins-det
PhotonPix: Single-Photon Detector with 10 ps timing precision and high dynamic range
Exosens；Photonscore GmbH（Photonscore有限公司）
PhotonPix单光子探测器通过Exosens FT MCP-PMT实现10皮秒时间精度和宽动态范围，适用于高频率光子流检测。
2026-03-23 physics.ins-det
Neutron imaging and tomography with MCPs
研制了一种基于微通道板的中子成像探测器，并在热中子和冷中子束线上进行了测试。MCP由含有B-10和天然Gd的玻璃混合物制成，这使得MCP的大部分成为有效的中子转换器。与中子成像中通常使用的中子敏感闪烁体屏幕相反，空间分辨率不与检测效率相权衡。虽然最好的中子成像探测器的探测效率约为1%，但早期已经用这些MCP证明了热中子的探测效率约为50%，冷中子的探测效率约为70%。我们的测试显示了类似于传统的中子成像探测器的性能，除了数量级更好的灵敏度。我们展示了优于150 μ m的空间分辨率。这种探测器的灵敏度允许快速断层扫描和中子视频记录，并将使更小的反应堆场地，甚至便携式源适合中子成像。
2017-11-02 physics.ins-det
Biological Tissue Imaging with a Position and Time Sensitive Pixelated Detector
我们展示了一个高度并行的，有源像素检测器的生物组织切片的大面积，质谱成像的能力。将裸Timepix组件（512 x512像素）与离子显微镜基质辅助激光解吸飞行时间质谱仪（MALDI TOF-MS）上的人字形微通道板组合。检测器组件在每个测量帧中记录多个m/z物质的位置和时间分辨图像。我们证明了检测系统的适用性，生物分子质谱成像的生物相关的样品，从Timepix测量的肽网格基准样品和小鼠睾丸组织切片的质量分辨图像。在MALDI-TOF-MS成像实验中测量生理浓度下分析物的质谱和定位信息。在100-335 μm的显微镜模式激光视场下，我们显示了高的空间分辨率（样品表面上的像素尺寸低至740 × 740 nm 2）和6 μm的空间分辨率。自动化，大面积成像的演示和Timepix的快速，大面积图像采集的潜力突出。
2013-05-23 physics.ins-det
Measurements of Cherenkov Photons with Silicon Photomultipliers
一种新的光子探测器，硅光电倍增器（SiPM），已在接近聚焦环成像切伦科夫（RICH）计数器，暴露于宇宙射线粒子在卢布尔雅那，并在KEK研究设施的2 GeV的电子束进行了测试。这种类型的RICH检测器是KEK B工厂BELLE检测器的粒子识别检测器升级的候选产品，由于存在高磁场，因此必须使用SiPM、微通道板光电倍增管或混合雪崩光电检测器，而不是传统的光电倍增管（PMT）。在这两个实验中，发现SiPM与PMT相比更有利，每单位面积的光子探测率更高。通过使用半球形和截棱锥光导将光子集中到有效表面区域上，光输出显著增加。还提出了阵列中SiPM之间的假重合对暗噪声的贡献的估计。
2008-12-02 physics.ins-det
MARTA: A high-energy cosmic-ray detector concept with high-accuracy muon measurement
本文提出了一种直接测量空气簇射中μ子的新概念。这个概念是基于电阻板室（RPC），它可以直接测量μ子具有非常好的空间和时间分辨率。μ子探测器通过将其放置在另一个能够吸收和测量簇射的电磁分量的探测器（例如通常用于空气簇射阵列的水切伦科夫探测器）下方来屏蔽。将两个探测器组合在一个紧凑的探测器单元中，提供了一种独特的测量方法，为研究空气簇射提供了丰富的可能性。
2018-04-20 astro-ph.HE hep-ex physics.ins-det
Time imaging reconstruction for the PANDA Barrel DIRC
创新的桶DIRC（内反射切伦科夫光检测）计数器将在德国达姆施塔特新的反质子和离子研究设施（FAIR）的PANDA实验中心区域提供强子粒子识别（PID）。该探测器设计用于分离带电π介子和K介子，动量最高可达3.5 GeV/c，最低可达3个标准偏差，覆盖极角范围为22 $^{\circ}$ -140 $^{\circ}$。采用微通道板光电倍增管阵列探测切伦科夫光子的位置和到达时间，位置分辨率为2 mm，时间精度约为100 ps。时间成像重建已经发展到最佳利用的观测量，并确定检测器的性能。该重建算法通过使用基于每个像素中检测到的光子传播时间的概率密度函数直接计算极大似然来执行颗粒识别，所述光子传播时间直接从数据或分析地或从详细模拟确定。
2020-09-21 physics.ins-det
The T-SDHCAL Hadronic Calorimeter for a Future Higgs factory
本文提出面向未来希格斯工厂的 T-SDHCAL 强子量能器新原型，利用多气隙 RPC 的高时间分辨率改进强子簇射分离与延迟中子识别，以提升粒子流算法性能。
2025-02-05 hep-ex physics.ins-det
The analog Resistive Plate Chamber detector of the ARGO-YBJ experiment
ARGO-YBJ实验从2007年11月到2013年2月一直在羊八井宇宙线天文台（海拔4300米）获得稳定的数据。探测器由单层电阻板室（RPC）（约6700 m^2）组成，以流光模式运行。通过面向气体体积一侧的条带获得信号拾取。信号的数字读出虽然允许簇射阵面重建中的高空间-时间分辨率，但将可测量的能量限制在几百TeV。为了充分研究1-10 PeV区域，通过用两个面向气体体积另一侧的大尺寸电极对每个RPC进行仪表化来实现模拟读出。自2009年12月以来，RPC电荷读数已在整个中央地毯（约5800 m^2）上运行。在这种配置中，探测器能够测量核心位置的粒子密度，其范围从每平方米数十到数千个粒子。因此，ARGO-YBJ提供了空气簇射核心电荷成分的高度详细的图像。在本文中，我们描述了模拟读出的RPC在ARGO-YBJ和讨论系统的性能和EAS测量的物理影响。
2015-04-07 astro-ph.IM physics.ins-det
Electrostatic-lenses position-sensitive TOF MCP detector for beam diagnostics and new scheme for mass measurements at HIAF
在中国新一代重离子束装置HIAF上，设计并模拟了一种用于束流诊断和质量测量的箔-微通道板（MCP）探测器，该探测器采用静电透镜，具有良好的位置和时间分辨率。它具有能量损失小、定时和位置测量性能好等特点，可用于碎片分离器HFRS焦平面位置监测、束流转向、B $ρ$测量和弹道重建。此外，这将有利于建立一个磁刚度能量损失飞行时间（B $ρ$-$Δ$ E-TOF）方法在HFRS的放射性同位素（RI）束的高精度飞行中粒子识别（PID）的事件的基础上。最重要的是，检测器可以用于环内TOF和位置测量、在两个消色差焦点处的束线TOF测量以及在HFRS的色散焦点处的位置测量。从而使得可以使用两种互补的质量测量方法储存环SRing和磁刚性飞行时间质谱（IMS）（B $ρ$-TOF）在束线HFRS处）。
2021-05-30 physics.ins-det
Development of Yangbajing Air shower Core detector array for a new EAS hybrid Experiment
针对“膝”能区宇宙线化学成分的观测，我们研制了一种新型的空气簇射芯探测器（YAC，羊八井空气簇射芯探测器阵列），并将其安装在中国西藏羊八井（90.522 $^\circ$ E，30.102 $^\circ$ N，海拔4300 m，大气深度：606 g/m $^2$）。YAC与西藏空气簇射阵列（Tibet-III）和地下水切伦科夫μ子探测器阵列（MD）一起工作作为混合实验。每个YAC探测器单元由3.5厘米厚的铅板和一个闪烁计数器组成，该计数器探测空气簇射堆芯中高能粒子引起的爆发大小。可以从1 MIP（最小电离粒子）到$10^{6}$ MIP测量爆发大小。该实验的第一阶段名为“YAC-1”，由16个YAC探测器组成，每个探测器的尺寸为40 cm $\times$ 50 cm，分布在有效面积为10 m $^{2}$的网格中。YAC-I是用来检验强子相互作用模型的。实验的第二阶段称为“YAC-II”，由124个YAC探测器组成，覆盖范围约为500米$^2$。80 cm $\times $ 50 cm的内部100个探测器以10 $\times$ 10矩阵的形式部署，间隔为1.9 m，外部24个100 cm $\times$ 50 cm的探测器分布在它们周围，以拒绝簇射芯远离YAC-II阵列的非堆芯事件。YAC-II用于研究初级宇宙线的组成，特别是获得质子、氦和铁核在5 $\times$ $1…
2015-07-06 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
New complex EAS installation of the Tien Shan Mountain Cosmic Ray Station
我们介绍了在天山宇宙射线站创建的用于研究广泛空气簇射的新复杂装置的描述，以及2014-2016年在那里进行的测试测量的结果。目前，用于电磁簇射组件配准的系统由$\sim$ 100个探测器点组成，这些探测器点基于具有0.25 m $^2$和1 m $^2$的敏感区域的塑料闪烁体板构建，等距分布在$\sim$ 10 $^4$ m $^2$空间上。闪烁幅度测量的动态范围目前约为$(3-7)\cdot 10^4$，并且有可能扩展到$\sim$ 10 $^6$。簇射到达的方向由来自在检测器系统的外围交叉放置的多个反射器的信号延迟来定义。为了研究核簇射组件，研制了一台多层55 m $^2$电离中子量能器，其吸收体总厚度为$\sim$ 1000 g/cm $^2$，典型空间分辨率为10 cm量级，电离测量通道动态范围约为$\sim$ 10 $^5$。此外，饱和度的中子探测器的使用，预计在簇射核心区域的高，低能量强子成分的注册。一个复杂的地下探测器被设计用于研究簇射的μ子和穿透性核活性成分。数据采集、探测器校准和簇射参数恢复程序的完整堆栈现已完成，新获得的簇射尺寸谱和簇射粒子的横向分布与常规数据一致。未来的研究领域的$10^{14}-10^{17}$ eV宇宙射线物理将在新的淋浴装置进行了讨论。
2019-12-31 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
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。
2019-07-31 physics.ins-det
Measurement of azimuthal dependent muon flux by 2\,m\,$\times$\,2\,m RPC stack at IICHEP-Madurai
拟议中的50千吨INO-ICAL实验是一个即将进行的地下高能物理实验，计划在印度Theni附近的Bodi山（$9^{\circ}57'N$，$77^{\circ}16'E$）进行，以利用广泛的空气簇射现象产生的大气中微子研究中微子振荡的各种性质。电阻板室已被选为拟议的INO-ICAL的主动探测器元件。在马杜赖的IICHEP建立了一个由12层玻璃电阻板室组成的实验装置，每层电阻板室的尺寸为$\sim$ 2\，m $\times$ 2\，m，以研究印度工业大量商业生产的电阻板室（RPC）的性能和长期稳定性，以及其用于前端和后续信号处理的电子器件。本文给出了马杜赖（9 $^{\circ}$ 56 'N，78 $^{\circ}$ 00' E，海拔160 m）不同天顶角下μ子通量的方位依赖关系，并对CORSIKA和HONDA的Monte Carlo预报进行了比较。
2020-03-11 hep-ex physics.ins-det
Front-end electronic readout system for the Belle II imaging Time-Of-Propagation detector
传播时间探测器是一种基于石英辐射棒的切伦科夫粒子识别探测器，用于SuperKEKB正负电子对撞机的Belle II实验。探测器的目的是识别电子-正电子碰撞中产生的带电强子的类型，并要求单光子计时分辨率低于100皮秒。设计、建造并集成了一种新型的前端电子系统，用于从检测器中的8192个微通道板光电倍增管通道采集数据。这些模拟信号的波形采样由开关电容阵列专用集成电路完成。触发、感兴趣窗口的数字化、读出和数据传输到Belle II数据采集系统的过程由Xilinx Zynq-7000可编程系统芯片设备管理。
2019-07-12 hep-ex physics.ins-det
Tile HCAL Test Beam Analysis: Positron and Hadron Studies
CALICE合作组已经建造了一个具有7608个衍射板的强子夹层量能器原型，每个衍射板由多像素硅光电倍增器（SiPM）单独读出。这是有史以来第一次使用SiPM进行大规模的读出。本文介绍了在欧洲核子研究中心进行的μ子、正电子和强子束流实验的结果，验证了新型SiPM技术的可行性。粒子流方法在簇射能量重建中的应用结果是有史以来第一次使用实际数据。
2009-02-09 hep-ex physics.ins-det
Shower development of particles with momenta from 1 to 10 GeV in the CALICE Scintillator-Tungsten HCAL
轻子对撞机被认为是补充和扩展大型强子对撞机物理方案的备选方案。紧凑型直线对撞机（CLIC）是一个正在开发的$e^+e^-$对撞机，目标是质心能量高达3 TeV。为了在CLIC上进行实验，我们提出了一种带有钨吸收体的强子取样量能器。这种热量计提供足够的深度来容纳高能量簇射，同时允许周围螺线管的紧凑尺寸。在欧洲核子研究中心（CERN）建造了一个细粒度的量能器原型，它带有钨吸收板和闪烁体瓦，由硅光电倍增器读出。得到的结果与电子，π介子和质子的动量高达10 GeV的能量分辨率和簇射形状的研究。结果进行了比较，几个GEANT 4模拟模型，以评估相关的未来实验在CLIC的蒙特卡罗预测的可靠性。
2014-01-13 physics.ins-det
Monitoring antiproton numbers with a CMOS detector in a dense-track environment
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；National Centre for Nuclear Research (NCBJ)（国家核研究中心）；The Pohang University of Science and Technology (POSTECH)（浦项科技大学）；Sorbonne Université（索邦大学）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；Université de Strasbourg（斯特拉斯堡大学）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；Institute for Basic Science（基础科学研究院）；Seoul National University（首尔大学）；Korea University Sejong Campus（高丽大学世宗校区）；University of Tokyo（东京大学）；CERN（欧洲核子研究组织）；Swansea University（斯旺西大学）
本研究利用CMOS探测器，通过反质子湮灭产生的带电粒子簇监测反质子数量，可降低系统误差，误差约10%。
2026-09-04 hep-ex physics.ins-det
Studies of the Response of the SiD Silicon-Tungsten ECal
研究了SiD硅钨电磁量能器的响应特性。多层高粒度（13 mm^2像素）硅探测器嵌入钨合金板之间的薄间隙（~ 1 mm）中，使SiD ECal能够在拥挤的环境中分离电磁簇射。一个九层的原型已经建成，并在12.1 GeV的电子束在SLAC国家加速器实验室进行了测试。该数据是用Geant 4模型模拟的。特别注意的是附近的入射电子的分离，这表明一个高的（98.5%）分离效率为两个电子至少1厘米，彼此。光束测试研究将与具有真实几何形状的完整SiD探测器模拟进行比较，其中必须首先建立ECal校准常数。这项工作仍在继续，因为几何形状要求校准常数取决于能量、角度和吸收体深度。这些常数的推导是从第一原理发展起来的。
2017-03-24 physics.ins-det
Performance of Large Area Picosecond Photo-Detectors (LAPPD)
我们报告最近生产的LAPPD-最大的商用平面几何形状的微通道板的基础上实现的性能结果。这些结果包括高达$10^{7}$的电子增益，低暗噪声率（$\sim$ 100 Hz/cm $^{2}$，增益为$6\cdot10^6$），单个光电子（PE）定时分辨率为$\sim$ 50皮秒RMS（电子有限公司），单光电子空间分辨率为3.2mm（电子有限公司）和0.8mm RMS的光电阴极和高QE（在某些单位中约25%或更高）均匀双碱光电阴极。LAPPD是中微子实验（如ANNIE、WATCHMAN、DUNE）、粒子对撞机实验（如EIC）、无中微子双β衰变实验（如THEIA）、医学和核不扩散应用中的良好候选者。
2019-09-23 nucl-ex physics.ins-det physics.med-ph
Development of position-sensitive time-of-flight spectrometer for fission fragment research
研制了一种位置敏感、高分辨率的裂变碎片飞行时间探测器。用于裂变研究中离子测定的光谱仪（SPIDER）是一种$2E-2v$光谱仪，用于测量单个质量单位的轻裂变碎片的质量。用来自$^{229}$ Th及其衰变链的$α$ -粒子和来自$^{252}$ Cf的$α$ -粒子和自发裂变碎片测试了将用于SPIDER的时间拾取探测器对。每个检测器模块由薄电子转换箔、静电镜、微通道板和延迟线阳极组成。在700毫米的顺序上的颗粒轨迹被精确地确定到0.7毫米内。飞行时间的顺序为70纳秒，测量与200 ps的分辨率FWHM。计算的粒子速度精确到0.06 mm/ns以内，对应于0.5%的精度。一个电离室能够400 keV的能量分辨率与速度测量耦合在这里描述的将铺平道路，适度有效的测量轻裂变碎片与单位质量的分辨率。
2014-03-06 nucl-ex physics.ins-det
Fast array-based particle coincidence detection in a TimePix3-based velocity map imaging instrument
Stanford PULSE Institute, SLAC National Accelerator Laboratory（斯坦福PULSE研究所，SLAC国家加速器实验室）；Department of Applied Physics, Stanford University（斯坦福大学应用物理系）；Department of Chemistry, University of California, Davis（加州大学戴维斯分校化学系）；Department of Physics, Stanford University（斯坦福大学物理系）
本文提出了一种基于数组的快速数据处理算法，用于提升TimePix3基速度映射成像仪器中粒子击中检测的效率与精度。
2026-03-05 physics.ins-det
Characterization of the BOLDPET optical prototype, an innovative Cherenkov detector for 511 keV $γ$ radiation
本文研究了BOLDPET项目中基于三甲基铋液体切伦科夫机制的PET探测模块光学原型样机，在55×55×25 mm³体积内实现150 ps时间分辨率和5-8 mm二维定位精度，并通过Geant4模拟分析了性能限制因素。
2024-07-02 physics.ins-det physics.med-ph
Development and characterization of hybrid MCP-PMT with embedded Timepix4 ASIC used as pixelated anode
INFN, Division of Ferrara（意大利国家核物理研究所费拉拉分部）；Dept. of Physics and Earth Science, University of Ferrara（费拉拉大学地球科学与物理学系）；EP Department, CERN（欧洲核子研究中心实验物理部）
该研究开发了一种基于Timepix4 ASIC的混合MCP-PMT探测器，实现了高空间和时间分辨率，用于单光子探测应用。
2026-02-02 physics.ins-det
Test of a partly instrumented highly compact and granular electromagnetic calorimeter in an electron beam of 1 to 6 GeV
IFIC, Universitat de València and CSIC（瓦伦西亚大学与西班牙国家科学研究委员会）
针对LUXE实验和未来正负电子对撞机，FCAL合作组开发了紧凑型硅-钨电磁量能器，并利用1-6 GeV电子束测试了部分仪器化的原型，展示了最小电离粒子校准和簇射发展，验证了该技术的可行性。
2026-06-29 hep-ex physics.ins-det
Characterization of LAPPD timing at CERN PS testbeam
本研究在CERN PS测试束中利用高能强子切伦科夫光表征LAPPD原型的时间性能，方法可达25–30 ps分辨率，受高压限制实测单光电子约80 ps。
2023-09-26 hep-ex physics.ins-det
Design and Construction of the BESIII Detector
本文将讨论利用新的高亮度BEPCII双环e+e对撞机研究τ粲能区物理的BESIII的设计和建造。根据蒙特卡罗模拟和宇宙射线及束流测试结果，给出了预期的性能。在BESIII中，利用1 T超导螺线管中的圆柱形多层漂移室对带电粒子进行了跟踪和动量测量。带电粒子的识别与飞行时间系统的基础上结合dE/dx（每单位路径长度的能量损失）的漂移室中的测量塑料蒸发器。电磁簇射的能量由位于螺线管磁体内的CsI（Tl）晶体量热计测量。μ子是通过钢磁通量回路中的电阻板室阵列来识别的。本文还介绍了基于网络计算机的一级触发系统、数据采集系统和事件过滤系统。
2009-11-25 hep-ex physics.ins-det
Using deep neural networks to improve the precision of fast-sampled particle timing detectors
AGH University of Krakow（克拉科夫AGH大学）；INFN Sezione di Pisa（比萨国家核物理研究所）；University of Kansas（堪萨斯大学）
本研究利用深度神经网络（特别是UNet模型）改进粒子定时探测器的定时精度，通过MCP探测器参考数据训练，相比标准CFD方法将精度提高8%-23%。
2023-12-10 cs.AI physics.ins-det
Deep Learning-Based Spatiotemporal Multi-Event Reconstruction for Delay Line Detectors
University of Alabama（阿拉巴马大学）
本文提出一种时空机器学习模型，用于识别和重建延迟线探测器中邻近多粒子击中事件，相比经典方法显著提高分辨率并将死半径缩小一半。
2024-07-05 cs.LG physics.ins-det physics.optics
Advances in the Large Area Picosecond Photo-Detector (LAPPD): 8" x 8" MCP-PMT with Capacitively Coupled Readout
本文报道了 LAPPD 大面积皮秒光电探测器的最新进展，重点介绍 Gen-II 采用电容耦合读出设计以简化生产，并展示其高增益、低暗计数、优异时间与位置分辨率及宽光谱响应，适用于量能器定时、中微子探测和医学成像等领域。
2024-05-10 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
