Data Acquisition Software for CBM-TOF super module quality control
压缩重子物质（CBM）实验中的飞行时间（TOF）系统是由多间隙电阻板室（MRPC）组成的超级模块，用于高密度、高分辨率的时间测量。为了在大批量生产过程中对探测器的质量进行评估，开发了满足6.4Gbps高数据速率的分布式数据读出系统，并在Linux操作系统下实现了相应的数据采集（DAQ）软件，验证了分布式数据读出方法的可行性。本文重点介绍了数据采集、事件生成、状态监测和系统控制等模块的设计。实验室测试证实了数据采集软件的功能，单路数据传输速率可达550Mbps左右，满足了需求。
2018-06-25 nucl-ex physics.ins-det
MRPC3b mass production for CBM-TOF and eTOF at STAR
压缩重子物质（CBM）光谱仪旨在研究极端条件下的强相互作用物质。在SIS 100加速器的重离子碰撞中，在入射能量为2至11 AGeV的情况下提供强子识别的关键要素是飞行时间（TOF）壁，其覆盖了从$2.5^0$-$25^0$到全方位角的极角范围。建立信任措施预计将于2024年在德国达姆施塔特的反质子和离子研究设施投入运行。现有的概念设计预见了由多间隙电阻板室（MRPC）组成的120 m^2 TOF壁，其被细分为高速率区域、中速率区域和低速率区域。MRPC3b多带-MRPC预计将集成在低速率区域，必须应对高达1 kHz/cm 2的带电粒子通量，因此将采用薄浮法玻璃（0.28 mm厚）作为电阻电极材料。在FAIR第0阶段计划的范围内，计划在BNL的STAR实验的东端盖区域安装约36%的MRPC 3b计数器，作为2019/2020年束能量扫描活动（BESII）的升级。
2018-07-06 physics.ins-det
Development and test of a real-size MRPC for CBM-TOF
在德国达姆施塔特GSI反质子与离子研究中心（Fair for Anti-proton and Ion Research，简称Fair）的CBM（Compressed Baryonic Matter）实验中，利用MRPC（Multi-gap Resistive Plate Chamber）良好的时间分辨率、相对较高的效率和低廉的造价，采用MRPC（Multi-gap Resistive Plate Chamber）构建了大型飞行时间（Time-of-Flight，简称TOF）系统，实现了前所未有的强子识别精度。我们研制了一种双端读出条MRPC。它采用低阻玻璃，在高速率条件下保持了良好的时间分辨性能。2x 4气隙的差分双堆叠结构有助于将所需的高电压降低一半。一个计数器上有24条，每条长270 mm，宽7 mm，间隔3 mm。MRPC电极接地，馈通经过精心设计，以匹配PADI电子器件的100欧姆阻抗。利用宇宙射线对该器件进行了测试，获得了98%的效率和60 ps的时间分辨率。为了进一步检验探测器在更高粒子通量率下工作的性能，原型已经在2014年10月的GSI束流时间和2015年2月的CERN束流时间进行了测试。在两个射束时间中，获得了1 kHz/cm 2的相对高的速率。使用CBM ROOT进行校准。在校准和分析过程中考虑了几个校正（包括时间行走校正、增益校正、条带对准校正和速度校正），以…
2016-05-09 hep-ex physics.ins-det
The CBM Time-of-Flight system
压缩重子物质谱仪（CBM）是位于德国达姆施塔特的反质子和离子研究设施（FAIR）的未来固定目标重离子实验。CBM中提供入射束能量在2和11 AGeV之间（对于Au核）的强子识别的关键元素将是120 m $^2$大飞行时间（ToF）墙，由多间隙电阻板室（MRPC）组成，系统时间分辨率优于80 ps。为了使Au+Au碰撞的相互作用速率达到10 MHz，MRPC必须根据其位置处理0.1 kHz/cm $^2$和100 kHz/cm $^2$之间的入射粒子通量。以粒度和速率能力为特征，ToF墙的实际概念设计预见了6种不同的计数器粒度和4种不同的计数器设计。为了详细说明这些计数器的最终MRPC设计，进行了几次重离子束内和宇宙试验。在这方面的贡献，我们提出的概念设计的TOF墙，特别是讨论性能结果的全尺寸MRPC原型。
2018-07-05 nucl-ex physics.ins-det
Evolution of the data aggregation concepts for STS readout in the CBM Experiment
本文梳理CBM实验STS读出链路中数据聚合方案随技术演进的架构与算法选择，讨论应对FEE处理时延和e-link占用差异的微片打包设计。
2025-01-16 hep-ex physics.ins-det
SMX and front-end board tester for CBM readout chain
针对 CBM 实验 SMX 前端 ASIC 及 FEB 生产测试需求，本文提出基于 Artix-7 FPGA、IPbus 控制并支持 Python 集成的测试器，可完成芯片、前端板和完整探测器模块的全功能测试。
2021-12-19 physics.ins-det
CBM T0 Detector Performance Study with Light Ions (4He, 12C) and the DOGMA Readout System
Technische Universität Darmstadt（达姆施塔特工业大学）；Austrian Academy of Sciences, Marietta-Blau-Institut for Particle Physics（奥地利科学院玛丽埃塔·布劳粒子物理研究所）；GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH（德国重离子研究中心）；Helmholtz Forschungsakademie Hessen für FAIR（黑森FAIR亥姆霍兹研究学院）；TU Wien, Atominstitut（维也纳工业大学原子能研究所）
本文研究CBM T0探测器系统，基于pcCVD金刚石传感器与DOGMA读出架构，实现近100%探测效率和低于50皮秒RMS时间精度，并支持实时束流监测与快速中止。
2026-09-24 nucl-ex physics.ins-det
Performance and quality testing of CBM RICH front-end electronics
University of Wuppertal（伍珀塔尔大学）
本文介绍伍珀塔尔大学实验室装置，用于测量电荷共享串扰、测试MAPMT-DIRICH读出电子学的高计数率和高占用率性能，并分析新型DIRICH电源模块的噪声特性。
2026-10-01 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Performance study and calibration strategy of the HADES scintillator TOF Wall with fast digital readout
在这项工作中，我们提出的校准程序和用于飞行时间（TOF）测量的HADES实验中的长闪烁体棒的性能研究。安装在TOF探测器上的数字前端电子设备需要开发新的校准方法。分光计在粒子识别和指向精度方面的卓越性能使人们能够非常详细地确定电离器对最小电离粒子的响应。已经发现校准参数的显著位置灵敏度，特别是对于信号时间游走。在考虑了位置依赖性后，最短棒（1475 mm）和最长棒（2356 mm）的最小电离粒子定时精度分别从190~ps提高到135~ps和165~ps。这些结果与闪烁体条的时间退化长度一致，如从先前测量确定的。
2021-03-12 nucl-ex physics.ins-det
Characterization of TOF-PET Detectors Based on Monolithic Blocks and ASIC-Readout
这项工作的目的是显示耦合到大型SiPM阵列的单片晶体的潜在能力，被认为是PET扫描仪实现飞行时间（TOF）功能的检测器块。单片块允许解码3D光子撞击位置。这种方法与TOF信息一起，在使用典型环配置的临床正电子发射断层成像（PET）应用中具有很高的意义。在这篇手稿中，我们评估了一个基于ASIC的读出数字化来自模拟光电传感器的所有信号。一对一耦合的验证结果导致202 ps FWHM的重合时间分辨率（CTR）。然而，当使用基于单片晶体的检测器时，提供定时分辨率是具有挑战性的。闪烁光在光电传感器上的广泛分布导致差的SNR，这使得系统对错误触发和时间游走误差敏感。在这个方向上，我们提出了一种校准方法，旨在纠正所有记录的时间戳，并补偿所有通道之间的时间路径的变化。此后，对于所有测量，观察到接近45%的CTR改善。此外，我们展示了一种新的方法，该方法描述了使用平均方法来为每个伽马影响分配单个时间戳。这种方法导致CTR在100 ps FWHM范围内的进一步改善，当使用耦合到8x8 SiPM（6x6 mm2）阵列的大的50x50x10 mm3 LYSO闪烁体时，达到585 ps FWHM的时间分辨率。这些试点研究显示了使用单片放大器时探测器关于TOF信息的能力。
2018-06-22 physics.ins-det
LUCAS: A CMOS-Based Fast Readout ASIC for Silicon Photomultipliers -- Measurement and Performance Evaluation
本文提出并评估了用于ToF-CT中SiPM读出的低功耗、超低抖动ASIC LUCAS，通过低输入阻抗电流模式前置放大器设计，在3.2 mW/通道下实现201 ps FWHM的SPTR，显著提升高分辨率ToF-CT成像的时间分辨率并降低功耗。
2025-02-04 eess.SP physics.ins-det
Performance of TOF-RPC for the BGOegg experiment
在BGOegg实验中，我们构造了一个由电阻板室（RPC）组成的新的飞行时间（TOF）探测器来测量粒子能量。BGOegg-RPC具有独特的功能，使我们能够用少量的读出通道覆盖大面积。为此目的，我们开发了RPC的带尺寸为2.5厘米$\times$ 100厘米。BGOegg-RPC覆盖面积为320 cm $\times$ 200 cm，只有256个读出电子通道。在大读出RPC的情况下，原始信号在传播期间失真和分散。此外，在条带的末端处发生信号反射。虽然我们设计的BGOegg-RPC和前端电子器件具有最小的信号反射，但仍然存在小的反射，从而降低了最终的时间分辨率。在建立了提高BGOegg-RPC性能的定标和校正方法后，我们在条带中心区域获得了σ~60 ps的时间分辨率。
2016-12-09 physics.ins-det
A layered single-side readout DOI TOF-PET detector
我们正在探索一种基于闪烁器的探测器，它具有高灵敏度、DOI能力和单侧读出配置的时序分辨率。我们的理念结合了：1）具有以相对偏移堆叠的2+晶体阵列的设计，具有固有的DOI信息，但在传统的光共享读出的情况下没有显示出良好的定时性能。2)单晶阵列与光电探测器（PD）阵列一一耦合，具有良好的时序性能，但没有DOI。我们相信，交错设计的第一层与PD阵列一对一耦合的组合可以提供DOI和时序。在这里，通过光传输模拟的概念进行评估。结果表明：1）就DOI而言，第一层的一对一读出允许使用相对于PD和信号的单个阈值来精确提取多达4层的DOI。超过阈值的PD像素的数量对应于交互层。对于具有光共享读出方案的相同几何形状，相应的方法是不可能的。2)当采用2个光学光子的低阈值时，由于减小的晶体厚度，与单层相比，具有第一层的一对一读出的分层方法改善了接近PD的定时。在具有未抛光像素的4层设计中看到91、127、151和164 ps的单个检测器定时分辨率值，而具有一对一耦合的单个阵列为148 ps。3)对于具有光共享读出的分层设计，时序随着PD像素尺寸的增加而改善，其中对于一对一耦合对应物未观察到空间分辨率与时序之间的明显折衷。直接和准确的DOI确定，良好的定时性能和相对简单的设计相结合，使所提出的探测器的大脑专用DOI TOF-PET的有前途的候选人。
2020-07-07 physics.ins-det physics.med-ph
Development and implementation of a time-based signal generation scheme for the Muon Chamber simulation of the CBM experiment at FAIR
在即将建成的反质子与离子研究设施（FAIR）中，压缩重子物质（CBM）实验将采用自由流数据采集技术，无需任何硬件触发，利用自触发读出电子学，在高达10 MHz的极高相互作用速率下进行核碰撞数据采集。已经开发了一个仿真框架，具有现实的数字化的探测器在CBM的μ子室（MuCh）子系统中提供了一个现实的模拟的时间戳数据流。在这篇文章中，我们描述了实现的自由流检测器模拟和基本数据相关的影响检测器的相互作用率。
2021-04-24 hep-ex physics.ins-det
A GEANT4 Simulation Studyof BESIII endcap TOF Upgrade
建立了一个基于GEANT 4的Monte-Carlo模型，用于研究北京谱仪（BESIII）端盖飞行时间（ETOF）的性能。研究发现，多散射效应主要来自于MDC端盖材料，会引起ETOF读出单元的多次击中，从而显著影响ETOF的时序特性。具有更小读出单元结构的多间隙电阻板室（MRPC）更适合于ETOF探测器，这是由于显著降低了多命中率，从目前使用的基于闪烁器的ETOF的71.5%降低到基于MRPC的ETOF的21.8%或16.7%，这取决于所使用的读出垫尺寸。MRPC ETOF的定时性能也得到了改善。这些模拟结果表明，并指导ETOF升级工作在BESIII。
2012-08-15 hep-ex physics.ins-det
Alleviating the trade-off between coincidence time resolution and sensitivity using scalable TOF-DOI detectors
提出一种名为xDetector的交叉堆叠PET探测器读出方案，通过正交堆叠一维探测器将闪烁体厚度减至约13 mm，在不损失灵敏度的同时缓解了TOF能力与灵敏度间的权衡，并具备DOI探测能力和可扩展性。
2024-12-24 physics.ins-det physics.med-ph
I2C Management Based on IPbus
压缩重子物质（CBM）主要用于研究中高温区强相互作用的QCD相图。在构建下一代基于GBTx的煤层气数据采集系统之前，数据处理板层用于数据读取和数据预处理，其中使用了通用的FPGA FMC载板AFCK。本文主要介绍了在煤层气数据采集系统中，通过一种基于FPGA的慢速控制总线IPBus对AFCK上的I2C器件及其携带的FMCs进行管理的方法。在AFCK上，IPBus的连接取决于一组I2C设备的正确初始化，包括I2C总线多路复用器（选择正确的I2C总线）、时钟交叉点开关（提供1000 BASE-X/SGMII所需的125 MHz）、具有EUI-48地址的串行EEPROM（提供AFCK MAC地址）。独立的初始化模块可以执行存储在ROM中的I2C命令序列，通过该命令序列，FPGA可以对没有IPBus的I2C器件进行读写，从而正确初始化相关的I2C器件，为IPBus启动做好必要的准备。初始化后，Wishbone I2C主内核用作IPbus从内核，所有其他I2C设备都可以直接通过IPBus进行配置。所有的设计都在CBM DPB设计中得到了充分的测试。
2018-06-26 eess.SP 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
In-beam test results of an RPC-based module for position-sensitive neutron detectors with timing readout
本文报告了一种基于RPC和10B4C固体转换体的位置灵敏热中子探测器模块的首次束流测试结果，重点验证了中子飞行时间测量和沿束流方向俘获层识别能力。
2024-02-23 nucl-ex physics.ins-det
A large area plastic scintillation detector with 4-corner-readout
研制了光电倍增管（PMT）四角观察的760 $\times$ 760 $\times$ 30 mm $^3$塑料闪烁探测器，并用宇宙射线和$γ$射线对探测器进行了测试。发现了一个与位置无关的有效时间T $_{eff}$，表明该探测器可以用作TOF探测器。还可以从四个角点通过时间重建命中位置。TOF分辨率为236 ps，位置分辨率为48 mm，并研究了探测效率。
2015-08-26 nucl-ex physics.ins-det
Characterization of the first full-size production for ePIC TOF layers
SCIPP, UC Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校 SCIPP）
本文研究了ePIC TOF层首个全尺寸AC耦合LGADs的生产与表征，通过电荷共享技术提升时间分辨率并降低读出芯片要求。
2025-11-22 hep-ex 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
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
Detectors and Electronics for the CBM experiment at FAIR
本文概述了FAIR设施CBM实验的探测器与电子学开发现状，该实验采用自由流式读出架构和抗辐射探测器，在SIS18上完成mCBM测试，旨在探索QCD相图。
2025-06-25 hep-ex physics.ins-det
Below 100 ps CTR using FastIC+, an ASIC including on-chip digitization for ToF-PET and beyond
本研究提出集成片上数字化的低功耗8通道前端ASIC FastIC+，通过基于PLL的TDC实现高精度定时，在ToF-PET实验中首次用片上数字化方案达成100 ps以下的符合时间分辨率。
2025-06-13 physics.ins-det
FPGA Based Pico-second Time Measurement System for a DIRC-like TOF Detector
研制了一种含皮秒级时间测量电路的类DIRC飞行时间探测器（DTOF）样机，并进行了初步测试。DTOF的基本结构是由一个熔融石英辐射器连接到快速微通道板光电倍增管（MCP-PMT），并通过一个专用的FPGA（现场可编程门阵列）为基础的前端电子读出。完整的电子电路链由一个可编程差分放大器、一个双阈值差分放大器和一个时间戳数字时间放大器组成。通过将MCP-PMT输出信号分成两个相同的电子链，测量纯电子的符合时间分辨率（CTR）为5.6 ps。通过在CERN的H4（150 GeV/c，Muon）束流测试，整个探测器原型的本征CTR在不进行时间-振幅校正的情况下达到了15.0ps。测试结果表明，基于FPGA的前端电路可以实现良好的时间性能的TOF探测器。它具有体积小、性价比高、多通道容量大、测量死区时间短等优点，非常适合大规模高性能TOF探测器在粒子物理谱仪中的实际应用。
2018-06-07 physics.ins-det
Time resolution of the plastic scintillator strips with matrix photomultiplier readout for J-PET tomograph
Jagiellonian正电子发射断层成像系统（J-PET）由30 cm长的塑料闪烁体条组成，最近对该系统的单个模块进行的测试已证明其适用于探测湮没量子（0.511 MeV），符合分辨时间（CRT）为0.266 ns。所实现的分辨率几乎是由一个因素的两个更好的相对于当前的TOF-PET探测器，它仍然可以改善，因为它是在这篇文章中所示的，时间分辨率的固有限制，用于确定时间的0.511 MeV的伽马量子在塑料闪烁器的相互作用是低得多。作为本文的重点，介绍了一种利用硅光电倍增器矩阵（SiPM）在闪烁体条两端记录多个光子时间戳的方法。作为模拟的结果，与SiPM的数量从4到42变化进行，它示出的定时分辨率的改善饱和与光电倍增管的数量的增加，并且在两端的2 × 5配置允许读取20个时间戳，构成了最佳的解决方案。所进行的模拟占的发射时间分布，光子传输和吸收内的闪烁体，以及量子效率和渡越时间扩散的光电传感器，并根据实验结果进行了检查。SiPM的2 x 5矩阵的应用允许在正电子发射断层成像中实现对于15 cm轴向视场（AFOV）的$\approx$ 0.170 ns和对于100 cm AFOV的$\approx$ 0.365 ns的符合分辨时间。该结果为构建具有成本效益的TOF-PET扫描仪开辟了前景，相对于当前的TOF-PET模式，该扫描仪具有显著更好的TOF分辨率和更大的AFOV。
2016-03-19 physics.ins-det physics.med-ph
Prototype of time digitizing system for BESIII endcap TOF upgrade
本文介绍了用于BESIII端盖TOF（ETOF）升级的时间数字化系统样机。ETOF读出电路采用分布式结构，多间隙电阻板室（MRPC）的命中信号由前端电路（FEE）以LVDS信号形式发送，并通过长屏蔽差分双绞线电缆发送到后端时间数字化系统。ETOF数字化系统由2个VME机箱组成，每个VME机箱包含时间数字化、时钟、触发和快速控制等模块，该样机的时间数字化模块（TDIG）可支持多达72个电通道的命中信息测量。快速控制（FCTL）模块可以在桶或端盖模式下工作。桶形FCTL将来自触发系统的快速控制信号扇出到端盖FCTL，合并来自端盖的数据并传输到触发系统。在不修改桶TOF结构的情况下，这次数字化架构有利于在不降低桶TOF测量的情况下提高ETOF性能。实验表明，该数字化系统的时间分辨率可达20ps，数据吞吐量可达92Mbps。束流实验表明，全时间分辨率小于45ps。
2013-06-03 hep-ex physics.ins-det
Status of the Compressed Baryonic Matter experiment at FAIR
压缩重子物质（CBM）实验将在德国达姆施塔特正在建设的国际反质子和离子研究设施（FAIR）研究高能重离子碰撞。CBM研究计划的重点是在中子星核心密度下探索QCD物质，如状态方程的研究和相变的寻找。关键的实验观测量包括（多）奇怪（反）粒子，电子-正电子对和双μ子，粒子关联和波动，以及超核。为了以前所未有的精度多差分测量这些诊断探针，CBM检测器和数据采集系统被设计为以高达10 MHz的反应速率运行。这就需要发展快速和辐射硬探测器和读出电子的轨道重建，电子和μ子识别，飞行时间的确定，和事件表征。数据由超快、耐辐射和自由流的前端电子设备读出，然后通过抗辐射数据聚合单元和高速光学连接传输到高性能计算中心。一个快速和高度并行化的软件将执行在线轨道重建，粒子识别和事件分析。将讨论煤层气实验装置的组成部分，并将介绍物理性能研究的结果。
2020-04-24 nucl-ex physics.ins-det
PETALO read-out: A novel approach for data acquisition systems in PET applications
PETALO（a Positron Emission Tof Apparatus based on Liquid XenOn）是一种基于液体氙的正电子发射断层成像新方法。PETALO探测器的目的是利用其均匀的响应和连续性来捕获由闪烁产生的光。与其他PET探测器相比，该策略将导致无几何失真行为。为此，选择用于光读出的传感器是SiPM，其提供大面积、高增益和非常低的噪声。为了利用PETALO探测器的独特特性，读出架构必须设计为满足以下规格：与探测器相关的电子设备（前端和读出本身）必须在探测器尺寸方面完全可扩展。读出方案必须与探测器的非分段结构兼容。飞行时间（TOF）的能力必须在扫描器级别得到保证，也就是说，前端和读出电子设备不应降低LIFE时间性能。在这些程序中，引入了一种新的读出概念，它与PETALO等完全连续的介质探测器兼容。结果表明，该系统是可行的，与快速压缩技术的引入，以进一步降低数据带宽的要求。
2021-03-01 physics.ins-det
Electronics of Time-of-flight Measurement for Back-n at CSNS
Back-n是中国空间中子源（CSNS）的一个白中子实验装置。一次质子束流的时间结构使飞行时间法完全适用于中子能量测量。我们在为Back-n中的所有七个探测器设计的通用读出电子学上实现了TOF测量的电子学。该电子设备基于PXIe（Peripheral Component Interconnect Express eXtensions for Instrumentation）平台，该平台由FDM（Field Digitizer Modules）、TCM（Trigger and Clock Module）和SCM（Signal Conditioning Module）组成。与CSNS加速器同步的T0信号表示来自靶的中子发射。这是时间戳的开始。触发器和时钟模块（TCM）接收T0信号，并基于PXIe背板总线将T0信号分配给每个FDM。同时，检波器信号经调理后送入频分复用器进行波形数字化。信号的第一个采样点是时间戳的停止点。根据起始、终止时间戳和信号超过阈值的时间，可以获得总飞行时间。在TCM上实现了基于FPGA的TDC，以精确获取异步T0信号与全局同步时钟相位之间的时间间隔。在频分复用器上还设计了一个基于FPGA的TDC，可以精确地获取T0到达频分复用器与探测器信号第一个采样点之间的时间间隔，离线获取信号的过阈值时间。这种用于TOF测量的方法是有效的，并且不需要额外的模块。测试结果表明，T…
2018-06-25 eess.SP physics.ins-det
108 ps coincidence time resolution through optimized scintillators, photodetectors, readout electronics, and DOI-based timing correction in orthogonally stacked detector configurations
Central Research Laboratory, Hamamatsu Photonics K. K.（滨松光子株式会社中央研究实验室）
该研究提出正交堆叠的xDetector构型，通过优化闪烁体、光电探测器、读出电子学及三维相互作用CTR校正，使系统CTR达108.6 ps FWHM，较传统探测器提升10.3%，有望助力TOF-PET性能提升
2026-08-10 physics.ins-det physics.med-ph
Analysis of digital timing methods with DRS4 module
基于多米诺环形采样器第四版芯片（DRS 4），研制了一种新的数字脉冲处理（DPP）模块，该模块对LaBr 3探测器具有良好的时间分辨率，并报道了处理原始探测器信号的不同数字时序分析方法。该模块由一个8通道的DRS 4芯片组成，作为读出电子学和采集系统，用于处理XP 20 D 0光电倍增管（PMT）的输出信号。将两个光电倍增管与溴化镧闪烁体耦合，面对面放置在放射性正电子22 Na源的两侧，进行511 keV γ射线测试。通过对该模块采集的原始数据进行分析，采用数字恒分数鉴别（dCFD）方法获得的最佳符合定时分辨率约为194.7 ps（FWHM），优于其他数字方法和基于常规模拟系统的分析方法。结果表明，这是一种很有前途的方法，以更好地定位正电子湮没在正电子发射断层成像（PET）与飞行时间（TOF），以及闪烁定时测量，如在TOF-DeltaE和TOF-E系统的粒子识别，皮秒精度的定时测量。此外，该模块比其他系统更简单和方便。
2015-10-16 physics.ins-det
First ClearMind gamma detector prototype for TOF-PET imaging
本研究开发了首个 ClearMind TOF-PET 伽马探测器原型，通过在 PWO 晶体上直接沉积双碱光电阴极，实现了 350 ps 符合时间分辨率、4-5 mm 空间分辨率和 28% 探测效率，验证了其概念可行性。
2024-06-27 physics.ins-det physics.med-ph
Contribution of high energy physics techniques to the medical imaging field
本研究的目的是展示如何通过正电子发射断层成像（PET）将类似于LHC和ILC实验所预见的紧凑、无损和“飞行时间”（TOF）的先进电子概念公平、轻松地转移到医学成像领域。作为一个希望的解释，PET相机读出电子，即死区时间和定时分辨率的两个压倒一切的弱点，进行了研究分析，目前致力于这项任务的蒙特卡洛模拟器。结果表明，通过大大降低低于纳秒的定时分辨率，还有提高计数率的空间。本文提出的PET新的电子学方案部分受到高能物理学的长期经验的启发，后者的要求是强制性的。它的结构完全流水线结合到整个检测器的像素，应该允许死区时间被抑制，而专用定时通道的缺乏将消除对定时分辨率的优势贡献。对于定时的常见解决方案，将替代最佳滤波方法，该方法显然是一个很好的候选者，因为如果信号的形状是已知的，并且有足够的样本以足够的精度可用，则可以实现几十皮秒的定时分辨率。第一次调查产生了令人鼓舞的结果，作为一个采样频率为50 MHz的7位精度似乎足以确保500 ps的符合定时分辨率计划。在这一点上，将有一个婴儿的一步，从TOF实现的设计和巨大的噪声方差增强，将随之而来。
2006-10-27 physics.ins-det
CTPX1: A Highly Integrated and High-Throughput Data-Driven Camera Based on Timepix4
Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；Spallation Neutron Source Science Center（散裂中子源科学中心）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学）；Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
为应对中国散裂中子源二期升级后高通量需求，本文提出CTPX1相机系统，采用双阶段并行架构实现81.92 Gbps带宽，验证Timepix4在中子成像中的可行性，达到1.17 Ghits/s读取速率，实现精细空间结构分辨和良好时间分辨。
2026-03-10 physics.ins-det
