Simulation of VUV electroluminescence in micropattern gaseous detectors: the case of GEM and MHSP
气体雪崩探测器中雪崩发展过程中产生的电致发光是气体探测器触发、量热和跟踪的有用信息。稀有气体呈现高的电致发光产率，主要在VUV区域中发射。如果使用适当的光电传感器，光子可以提供信号读出。微图案气体检测器由于其高的电致发光产率和放射性纯度而成为高背景和/或低速率实验中信号放大的良好候选者。在这项工作中，真空紫外光响应的气体电子倍增管和微孔带板，纯氙工作，模拟和研究的详细使用一个新的和多功能的C++工具包。它示出的立体角由放置在微结构下方的光电传感器对向取决于操作条件。所获得的绝对EL产量，确定为不同的气体压力和所施加的电压的函数，与实验确定的那些进行比较。
2012-07-30 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Two-phase Cryogenic Avalanche Detector with electroluminescence gap operated in argon doped with nitrogen
本文研究了一种带电致发光（EL）隙的两相低温雪崩探测器（CRAD），工作在掺有少量（49 $\pm$ 7 ppm）氮的氩中。EL间隙使用位于间隙周边的低温光电倍增管光学读出。我们提出的N $_2$含量，检测器的灵敏度，X射线诱导的信号，EL间隙产量和电子寿命的液体中的测量结果。探测器的灵敏度，在0.6 kV/cm的液体Ar中的漂移场，测量为9和16个光电子记录在光电倍增管每千电子伏的沉积能量分别在23和88千电子伏。这种两相探测器对S2（电离诱导）信号具有增强的灵敏度，在用于暗物质搜索和低能中微子探测的氩探测器领域中是相关的。
2016-05-27 hep-ex physics.ins-det
Revealing neutral bremsstrahlung in two-phase argon electroluminescence
惰性气体中的比例电致发光（EL）长期以来一直被用于两相探测器中，用于暗物质搜索，以记录由惰性气体液体中的粒子散射引起的电离信号（S2信号）。直到最近，人们认为成比例的电致发光完全是由于惰性气体准分子在与激发原子的原子碰撞中产生的VUV发射，后者又由漂移电子产生。在这项工作中，我们考虑了比例电致发光的另一种机制，即漂移电子散射在中性原子上的韧致辐射（所谓的中性韧致辐射），在这里从理论和实验两方面进行了系统的研究。特别是，绝对EL产量已首次在纯气态氩中的两相模式下测量，使用专用的两相检测器与EL间隙光学读出的低温光电倍增管和SiPM。我们表明，中性韧致辐射效应可以解释两个有趣的观察EL辐射：非真空紫外光谱分量的实质性贡献，从紫外到近红外，和光子发射在较低的电场，低于Ar激发阈值。讨论了中性韧致辐射效应在双相暗物质探测器中的可能应用。
2018-06-20 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Spectroscopic study of argon electroluminescence light with a wavelength-sensitive particle detector
Department of Physics, University of California, Davis（加州大学戴维斯分校物理系）；CIEMAT, Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas（能源、环境和技术研究研究中心）
本研究利用波长敏感粒子探测器，在气态TPC中观测氩气EL光的光谱与时间特性，明确其不同波段发射的差异，为下一代稀有事例探测器的设计优化提供关键依据。
2026-08-04 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
A Noble Gas Detector with Electroluminescence Readout based on an Array of APDs
我们提出的雪崩光电二极管（APD）的阵列的电致发光检测器的读出操作的结果。探测器包含24个APD，它们之间的间距为15 mm，允许同时进行能量和位置测量。在氙（3.8巴）和氩（4.8巴）进行测量，显示出良好的能量分辨率为5.3%FWHM在60 keV的氙和9.4%，在氩气中分别。在蒙特卡洛研究之后，可以通过减小传感器之间的间距来显著提高性能。
2015-11-06 physics.ins-det
Puzzling time properties of proportional electroluminescence in two-phase argon detectors for dark matter searches
惰性气体中的比例电致发光（EL）是一种物理过程，通常用于低能天体物理实验的两相（液体-气体）探测器。本文首次系统地研究了两相氩探测器中可见光电致发光的时间特性。特别是，观察到两个不寻常的慢成分的EL信号，其贡献和时间常数随电场增加。这种令人困惑的性质在任何已知的两相介质中的光子和电子发射机制中都是不可能的。这些组分的时间常数约为4-5 $μ$ s和50 $μ$ s。此外，一个特定的阈值行为的缓慢组件被揭示：他们出现在一个阈值，在减少电场为4.8 $\pm$ 0.2 Td的气相密度无关，这是约1 Td以上的标准（准分子）EL的发病。在此阈值和近红外中通过高原子激发态Ar $^{*}(3p^{5}4p)$发生的EL的约化场阈值之间存在明显的相似性。还观察到慢速成分的意外温度依赖性：它们的贡献随着温度的增加而减少，在室温下几乎消失。我们表明，令人困惑的慢组件的属性可以解释的假设框架，这些产生的电荷信号本身由于捕获漂移电子亚稳态负氩离子。
2022-09-27 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Neutral bremsstrahlung electroluminescence in noble liquids
比例电致发光（EL）是用于两相暗物质探测器的物理效应，用于在气相中光学记录由液相中的粒子散射产生的电离信号。在我们以前的工作中，存在一种新的EL机制，即中性韧致辐射（NBrS）在惰性气体中，被证明在理论上和实验上，除了普通的EL机制，由于激基缔合物发射。在这项工作中，我们表明，类似的理论方法可以适用于稀有液体，即液态氦，氖，氩，氪和氙。特别是，光子产额和光谱的NBrS EL在稀有液体中首次被计算，使用的电子能量和输运参数的框架中得到的Cohen-Lekner和Atrazhev理论。讨论了所获得的结果与发展用于暗物质搜索和中微子实验的贵金属液体探测器的相关性。
2021-12-03 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Further studies of proportional electroluminescence in two-phase argon
两相氩中比例电致发光的研究在暗物质研究和低能中微子实验中的贵气液探测器领域具有重要意义。在这项工作中，我们继续研究比例电致发光（EL）在两相氩掺杂少量（9 ppm）混合物的氮，在真空紫外，紫外和可见光谱范围。我们证实了增强的EL产量的效果，以及存在的非真空紫外组件，除了真空紫外，在两相Ar的比例电致发光。另一方面，非真空紫外组件的贡献，这里确定的N2在紫外线发射的模型内，原来是不足以解释的EL产量提高效果。因此，两相Ar中的比例电致发光的问题仍然没有解决。
2017-05-15 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Advances in Cryogenic Avalanche Detectors
低温雪崩探测器（Cryogenic Avalanche Detectors，CRAD）是一种新型的惰性气体探测器，工作在低温下，探测介质为气态、液态或两相（液-气）状态。电子雪崩由微图案气体检测器（MPGD）倍增器提供，特别是在致密惰性气体中在低温温度下操作的GEM和THGEM。这类探测器的最终目标是为稀有事件实验和医学应用开发具有极限灵敏度的大容量探测器，如相干中微子-核散射、直接暗物质搜索、天体物理学（太阳和超新星）中微子探测实验和正电子发射断层成像技术。这篇综述是第一次尝试总结不同群体获得的CRAD性能的结果。一个简单的概述可用的CRAD概念也给出了最显着的CRAD物理效应进行了讨论。
2015-03-29 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Cryogenic avalanche detectors based on gas electron multipliers
我们研究了基于气体电子倍增器（GEMs）的电离辐射气体和两相（液-气）低温探测器的性能，并在纯惰性气体中以雪崩模式运行。利用三重GEM倍增器系统地研究了He、Ar和Kr气体在低温下的放大效应。在120-300 K温度范围内，这些气体的增益都很高，超过10^4。在两相模式下，饱和氪蒸气中出现了稳定的电子雪崩。这些结果对于理解低温下电子雪崩的基本机制和低温粒子探测器，特别是暗物质和太阳中微子探测器的应用是相关的。
2004-03-11 physics.ins-det
Novel electron and photon recording concepts in noble-liquid detectors
我们提出了几个新的电离电子和双折射光子记录的概念，在贵液体探测器，在粒子和天体粒子物理学和其他领域的未来应用。这些涉及单相和双相检测器配置与组合的电致发光和气体和液体介质中的小电荷倍增。
2022-05-09 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Electroluminescence and charge multiplication in liquid xenon with a VCC-like Microstrip Plate
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；Ben-Gurion University of the Negev（内盖夫本-古里安大学）；University of Coimbra（科英布拉大学）
本文首次在液态氙中利用VCC微条板实现电致发光与电荷倍增，测得初始光产额460光子/电子，稳定后为27光子/电子，增益小于10，展示其在暗物质和中微子探测中的潜力。
2025-10-14 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Proportional electroluminescence in two-phase argon and its relevance to rare-event experiments
本文首次系统地研究了87 K、1.00atm下Ar气中的两相比例电致发光。液态氩有少量（56 ppm）的氮混合物，这使得理解，除其他外，在使用两相Ar探测器的稀有事件实验中，N2掺杂对EL机制的影响。测量在两相低温雪崩检测器（CRAD）中进行，EL间隙位于液-气界面正上方。通过低温PMT和盖革模式APD（GAPD），在真空紫外（VUV）中，在128 nm附近（Ar受激准分子发射）和在近紫外（UV）中，在300-450 nm（N2第二正系统发射）光学读出EL间隙。在VUV和UV中，测得比例电致发光的放大参数为109 ± 10个光子/漂移电子/kV，其中51 ± 6%在UV中发射。在电场为3.7 ± 0.2kV/cm时，测得的电致发光阈值与理论预测的一致。后者的结果是特别相关的黑暗面和场景暗物质搜索相关的实验，其中的操作电场，从而在S2（电离感应）信号的出现的边缘。所获得的结果铺平了道路的发展N2掺杂的两相Ar探测器与增强灵敏度的S2信号。
2015-10-20 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Gaseous argon time projection chamber with electroluminescence enhanced optical readout
本文设计并首次运行了一种光学读出的气态氩时间投影室，通过在ThGEM下游施加约3 kV/cm的电场实现电致发光增强，使总光产额提高至三倍，并测得每个二次电子探测到18.3个光子。
2023-10-28 hep-ex physics.ins-det
Electroluminescence yield in pure krypton
在室温下研究了氪气闪烁间隙中电场对氪气电致发光产额的影响。已经使用大面积雪崩光电二极管来允许同时检测电致发光脉冲以及X射线的直接相互作用，后者被用作计算由电致发光脉冲产生的载流子的数量的参考，并且因此确定撞击光电二极管的光子的数量。获得了113个光子/kV/漂移电子的放大参数和2.7 Td（0.7 kV/cm/bar，293 K）的闪烁阈值，与文献中报道的模拟数据吻合得很好。另一方面，发现氪的电离阈值约为13.5 Td（3.4 kV/cm/bar），低于最近的模拟工作包所获得的值。氪的放大参数分别约为氙和氩的80%和140%。氪的电致发光产额对于氪基双相或高压气体探测器的建模非常重要，这可能用于未来的稀有事件探测实验。
2021-01-29 hep-ex physics.ins-det
First observation of liquid-xenon proportional electroluminescence in THGEM holes
首次用光电倍增管记录了从浸没在液体氙中的厚气体电子倍增器（THGEM）电极的孔发射的辐射诱导比例电致发光紫外信号。使用0.4 mm厚的电极和0.3 mm直径的孔观察到显著的光子产率;在2 kV穿过THGEM时，光子产率估计为~600 UV光子/电子超过4pi。这可能为实现结合液体空穴倍增器（LHM）的新型单相贵液体辐射探测器铺平道路;提出了它们的概念。
2013-10-15 physics.ins-det
Measurement of emission spectrum for gaseous argon electroluminescence in visible light region from 300 to 600 nm
双相Ar探测器可以有效地识别粒子并重建它们的位置。然而，在气相中的二次发光的电致发光（EL）的性质还没有完全理解。早期的研究已经解释了EL过程中使用普通的EL机制，因为一个Ar激基缔合物，但是，这种机制并没有预测发射的可见光（VL）。最近的测量证实了Ar气电致发光中的VL成分，为了解释这一现象，提出了一种称为中性韧致辐射（NBrS）的新机制。在这项研究中，我们研究了气体Ar EL在VL区从300至600 nm在室温和常压下使用气体时间投影室（TPC）。使用分光仪分散来自TPC发光区域的二次发射光。用普通的EL和NBrS模型解释了所观察到的光谱，并讨论了氮杂质的影响。
2021-12-21 astro-ph.IM physics.ins-det
First results from cryogenic avalanche detectors based on gas electron multipliers
我们研究了电离辐射的气体和两相（液-气）低温探测器的性能，基于气体电子倍增器（GEMs）。首次在低温下纯He、Ar和Kr中获得了超过10^4的高气体增益，并在Kr中的两相低温探测器中观察到稳定的雪崩工作模式。本文系统地研究了120 - 300 K低温下的电子雪崩。
2003-08-01 physics.ins-det
Operation of a dual-phase xenon detector with wavelength sensitivity from ultraviolet to infrared
本研究运行一台170–1700 nm灵敏的双相氙时间投影室，观测并分析液体闪烁和气体电致发光相关的红外信号，表明其可提升信号识别与本底排除。
2025-07-25 hep-ex physics.ins-det
Unraveling the puzzle of slow components in gaseous argon of two-phase detectors for dark matter searches using Thick Gas Electron Multiplier
本文利用与两相氩探测器电致发光间隙耦合的THGEM，证实S2信号中约4-5 μs和50 μs的慢成分来源于电子被亚稳态负氩离子暂时俘获，为理解低质量WIMP搜寻本底提供依据。
2023-09-25 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
A Monte Carlo study of the fluctuations in Xe electroluminescence yield: pure Xe vs Xe doped with CH4 or CF4 and planar vs cylindrical geometries
采用蒙特卡罗模拟研究了在适当的电场作用下，亚电离初级电子在气体中漂移产生的电致发光（EL）产额H（也称为二次闪烁）的波动，并将纯的CH 4和CF 4掺杂的CH 4气体进行了比较.这项工作是仿照气体探测器的气体比例闪烁型，放大是通过生产EL下的电荷倍增自由制度。分子气体的添加减少了电子扩散，这是大尺寸检测器中的期望效果，其中初级电子漂移穿过长吸收/漂移区。然而，分子的存在减少了H并增加了其波动。在CF 4的情况下，由于在EL场范围内显著的电子附着，效果非常强，排除了CF 4作为可接受的添加剂。CH 4的加入对H及其波动的影响程度要小得多，CH 4浓度低于~1%可能是合适的选择。此外，在圆柱形几何形状下的纯电致发光中的蒙特卡罗计算在低于电荷倍增的制度中已经表明，EL产率H的波动比平面几何形状高一个数量级。然而，对于这两种几何形状，波动对能量分辨率的影响可以忽略不计，并且圆柱形几何形状中的阳极半径或平面几何形状中的网格平行度的变化可能是更重要的关注原因。
2011-08-25 physics.ins-det
Spectroscopy of VUV luminescence in dual-phase xenon detectors
Imperial College London（帝国理工学院）
研究双相氙探测器中液相单重态和三重态发射及气体电致发光的光谱特性，为暗物质探测提供关键数据。
2025-12-24 hep-ex physics.ins-det
Electroluminescence Yield Measurements in Xenon Gas with the NEXT-DEMO++ Detector
Instituto de Física Corpuscular (IFIC), CSIC & Universitat de València（粒子物理综合研究所（IFIC），西班牙国家研究委员会与瓦伦西亚大学）；Department of Physics, University of Texas at Arlington（德克萨斯大学阿灵顿分校物理系）；Instituto de Instrumentación para Imagen Molecular (I3M), Centro Mixto CSIC - Universitat Politècnica de València（分子成像仪器研究所（I3M），西班牙国家研究委员会-巴伦西亚理工大学混合中心）；Donostia International Physics Center, BERC Basque Excellence Research Centre（圣塞巴斯蒂安国际物理中心，巴斯克卓越研究中心）；Instituto Gallego de Física de Altas Energías, Univ. de Santiago de Compostela（加利西亚高能物理研究所，圣地亚哥-德孔波斯特拉大学）
研究通过NEXT-DEMO++探测器在2.0至9.4bar压力范围内测量电致发光产率，分析压力对减压产率斜率的影响，发现斜率随压力增加而略有变化。
2026-04-17 physics.ins-det
Two-phase argon and xenon avalanche detectors based on Gas Electron Multipliers
我们研究了基于气体电子倍增器（GEMs）的两相雪崩探测器的性能，并在Ar和Ar的电子雪崩模式下工作。研究了探测器的发射、增益、能量分辨率和稳定性等特性。相当高的增益，达到5000，和稳定的操作几个小时，观察到在两相氩雪崩探测器使用三GEM倍增器。成功地记录了X射线、β粒子和γ射线引起的信号。在两相雪崩探测器中得到了初步的结果：在两相雪崩和两相雪崩+2%CH_4中，三重GEM的最大增益约为200。所获得的结果在用于暗物质搜索、相干中微子散射、PET和数字射线照相的两相探测器领域中是相关的。
2005-10-30 physics.ins-det
SiPM-matrix readout of two-phase argon detectors using electroluminescence in the visible and near infrared range
惰性气体中的比例电致发光（EL）被用在用于暗物质搜索的两相探测器中，以记录（在气相中）由液相中的粒子散射引起的电离信号。“标准”EL机制被认为是由于真空紫外（VUV）中的惰性气体受激准分子发射。此外，还有两种替代机制，产生可见光和近红外（NIR）范围内的光。第一种是由于电子在中性原子上散射的韧致辐射（“中性韧致辐射”，NBrS）。第二，负责电子雪崩闪烁在近红外在较高的电场，是由于激发原子状态之间的转换。在这项工作中，我们首次展示了两种替代技术的光学读出的两相氩探测器，在可见光和近红外范围内，使用硅光电倍增器矩阵和电致发光由于中性韧致辐射或雪崩闪烁。测量这些读出技术的幅度产率和位置分辨率，这使得评估的检测阈值的电子和核反冲在两相氩探测器的暗物质搜索。据我们所知，这是NBrS效应在探测科学中的首次实际应用。
2021-02-26 astro-ph.IM hep-ex 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
Measurement of single electron emission in two-phase xenon
我们提出了第一次测量的电致发光响应的发射单电子在两相惰性气体检测器。在ZEPLIN-II实验的31天背景运行期间，在薄气体层中检测到液体氙中产生的单电离电子，ZEPLIN-II实验是用于WIMP暗物质搜索的两相氙探测器。的压力依赖性和单电子响应的幅度与以前的测量在氙中的电致发光产率一致。我们讨论了不同的光电离过程作为本工作中研究的单电子样本的可能原因。这一观察结果可能对未来大规模两相系统的设计和操作产生影响。
2007-08-06 physics.ins-det
Electron transport and electric field simulations in two-phase detectors with THGEM electrodes
本实验室正在研制的用于暗物质探测的电致发光（EL）带隙两相探测器的主要特点之一是广泛使用厚气电子倍增器（THGEM）。在检测器的各种版本中，THGEM用作气相和液相中的电极以形成漂移、电子发射和EL区域，以及用于气相中的信号的雪崩放大。在这项工作中，通过这样的THGEM电极的电场和电子输运的模拟进行。在液相中，这些模拟允许确定最佳参数，例如THGEM的孔直径和跨其施加的电压，其可以提供电子从漂移区到EL间隙的有效传输。在气相中，研究了THGHEM电压对EL间隙电场均匀性的影响。
2019-09-02 astro-ph.IM physics.ins-det
Electron transfer efficiency in liquid xenon across THGEM holes
针对大质量、高灵敏度WIMP暗物质探测的探测器设计难题，研究了涂有VUV光电阴极的THGEM在液态氙中的电子转移效率，实验证实实际电压下效率近100%，且电压依赖性与模拟吻合。
2023-11-09 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Possible evidence for the production of Ar$_2^{*-}$ metastable negative molecular ions in gaseous argon of two-phase detectors for dark matter searches
本研究针对暗物质探测双相氩探测器电致发光信号中的异常延迟脉冲，通过实验测量慢组分占比的压强依赖关系，推断出两种亚稳态负分子离子的存在，为相关探测研究提供新依据。
2023-10-09 astro-ph.IM hep-ex physics.atom-ph
Non-Markov property of afterpulsing effect in single-photon avalanche detector
单光子雪崩光电二极管（SPAD）在量子光学研究中有着广泛的应用。后脉冲效应是SPAD的一个固有特性，在大多数实验中影响着系统的性能，需要小心处理。长期以来，后脉冲被认为是由预燃雪崩决定的。研究了商用InGaAs/InP SPAD（APD：Princeton Lightwave PGA-300）的后脉冲效应，证明了其后脉冲是非马尔可夫的，具有雪崩历史记忆效应。理论分析和实验结果表明，这种记忆效应的具体体现是后脉冲概率，它随点火雪崩脉冲数的增加而增加。所得结论对高计数率SPAD的制造工艺和后脉冲效应的评价具有指导意义。在量子通信、量子随机数发生器等应用中，对后脉冲信号的处理也是一个基本前提。
2016-03-08 physics.ins-det physics.optics
Non-Markovian property of afterpulsing effect in single-photon avalanche detector
单光子雪崩光电二极管（SPAD）在量子光学研究中有着广泛的应用。后脉冲效应是SPAD的一个固有特性，在大多数实验中影响系统性能，需要小心处理。长期以来，后脉冲被认为是由预燃雪崩决定的。本文研究了商用InGaAs/InP SPAD（雪崩光电二极管型号：Princeton Lightwave PGA-300）的后脉冲效应，证明了它的后脉冲是非马尔可夫的，在雪崩历史中具有记忆效应。理论分析和实验结果表明，这种记忆效应的具体体现是后脉冲概率，它随点火雪崩脉冲数的增加而增加。这一结论使后脉冲效应的原理更加清晰，对高计数率SPAD的制造工艺和后脉冲效应的评价具有指导意义。在量子通信、量子随机数产生等应用中，对后脉冲信号的处理也是一个基本前提。
2016-06-06 physics.ins-det
Towards high-pressure noble gaseous detectors for coherent elastic neutrino-nucleus scattering
Euskal Herriko Unibertsitatea/Universidad del Paı́s Vasco（巴斯克大学）
本文探讨了高压力惰性气体探测器在相干弹性中微子-核散射中的应用，提出了紧凑型中子散射相机和GanESS探测器的设计，通过模拟和实验验证了其在低能量中微子探测中的潜力。
2026-03-16 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Design, characterization and installation of the NEXT-100 cathode and electroluminescence regions
本文介绍NEXT-100探测器中阴极和电致发光区的设计、表征与安装，通过电场模拟和高压测试确保性能，并于2023年夏季完成部署。
2023-12-22 physics.ins-det
The Impact of Photon Flight Path on S1 Pulse Shape Analysis in Liquid Xenon Two-phase Detectors
LUX暗物质搜索实验是一个350公斤的双相氙时间投影室，位于美国南达科他州铅市桑福德地下研究设施4850英尺的高度。两相氙探测器在暗物质探测中的成功依赖于它们区分电子反冲（ER）背景事件和核反冲（NR）信号事件的能力。典型地，NR-ER辨别是从电致发光光（S2）与即时闪烁光（S1）的比率获得的。S1脉冲形状的分析是可用于区分NR与ER的附加鉴别技术。脉冲形状NR-ER歧视可以实现的基础上的单重态和三重态，产生S1的去激发过程的比例。NR S1主要由单重态的去激发过程控制，时间常数约为3 ns，而ER S1主要由三重态的去激发过程控制，时间常数约为24 ns。随着探测器尺寸的增加，S1光子飞行路径的变化可以变得与这些衰减常数相当，从而降低了将NR与ER分离的脉冲形状分析的效用。LUX探测器中的路径长度变化的效果进行了研究，使用模拟的结果和S1脉冲形状分析的影响进行了讨论。
2015-12-30 hep-ex physics.ins-det
Modeling Pulse Characteristics in Xenon with NEST
本文提出了一个描述氙探测器中粒子相互作用产生的脉冲信号特性的综合模型。重点放在两相时间投影室，但提出的模型也适用于单相探测器。为了模拟由于初级闪烁光的脉冲形状，将单重态和三重态二聚体态的比例以及它们相应的衰减时间和复合时间的影响并入模型中。在两相时间投影室中，模拟电致发光脉冲时，计算了电离电子在气体中的平均自由程、漂移速度、单重态和三重态的衰减时间、扩散常数和电子俘获时间。这种建模已被纳入一个完整的软件包，它逼真地模拟这些类型的探测器的预期脉冲形状。
2014-01-17 physics.ins-det
Low Energy Electronic Recoils and Single Electron Detection with a Liquid Xenon Proportional Scintillation Counter
本文表征了单相液态氙比例闪烁计数器（LXePSC）对低能电子反冲的响应，实现了约1keV电子反冲的高效探测及单电子观测，讨论了其在反应堆中微子探测的潜在应用。
2023-06-19 physics.ins-det
Proto-0: a prototype for validating key technologies of the DarkSide-20k experiment and beyond
Università degli Studi Federico II di Napoli（那不勒斯费德里科二世大学）；Gran Sasso Science Institute（格兰萨索科学研究所）；INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso（意大利国家核物理研究所格兰萨索国家实验室）；INFN Laboratori Nazionali del Sud（意大利国家核物理研究所南方国家实验室）；National Research Nuclear University MEPhI（莫斯科国立核研究大学）；Sapienza Università di Roma（罗马第一大学）；Nicolaus Copernicus Astronomical Center, Polish Academy of Sciences（波兰科学院尼古拉·哥白尼天文学中心）；National Research Centre Kurchatov Institute（库尔恰托夫国家研究中心）
Proto-0原型用于验证DarkSide-20k实验关键技术和电荷提取机制，通过单相调试和闪烁光产量测量实现低背景运行目标。
2026-03-06 hep-ex physics.ins-det
First studies on cascaded dual-phase liquid hole-multipliers in xenon
针对液态时间投影室放大挑战，提出无气泡级联双相液态孔倍增器结构，将涂CsI电极置于液-气界面下方，使光子探测效率代理指标提升超5倍，为探测器性能改进提供新方向。
2024-09-23 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Liquid Hole-Multipliers: A potential concept for large single-phase noble-liquid TPCs of rare events
提出了一种新的大体积单相贵液TPC探测器的概念。用浸没在惰性液体中的液体空穴倍增器（LHM）探测辐射感生的双折射光和电离电荷。后者可以由级联的气体电子倍增器（GEM）、厚气体电子倍增器（THGEM）电极或其他电极组成，涂覆有CsI UV光电阴极。在CsI上由贵金属液体中的初级闪烁引起的光致电子和与事件相关的漂移电离电子主要通过电致发光在级联元件中被放大，并且可能通过在孔内发生的额外的适度雪崩被放大。所产生的电荷信号或光脉冲分别记录在阳极垫上或用光电传感器（例如，气体光电倍增管（GPM））记录。潜在的负担得起的解决方案，提出了多吨暗物质探测器，公开的问题，制定验证这个梦想。
2013-03-18 physics.ins-det
Scintillation light detection in the 6-m drift length ProtoDUNE Dual Phase liquid argon TPC
深地下中微子实验（DUNE）是长基线中微子振荡研究、中微子天体物理学和核子衰变研究的前沿实验。ProtoDUNE-Dual Phase（DP）是一个6x6 x6 m $^3$液氩时间投影室（LArTPC），于2019-2020年在CERN中微子平台上运行，作为DUNE远探测器的原型。在ProtoDUNE-DP中，LArTPC中宇宙μ子产生的闪烁和电致发光由放置在离电离轨道7米远的光电倍增管收集。在本文中，我们提出了性能的ProtoDUNE-DP光子探测系统，比较不同的波长移动技术和使用的氙掺杂LAr作为一个有前途的选择，为未来的大型LArTPC。闪烁光的产生和传播过程进行了分析，并与模拟进行了比较，提高了对液态氩特性的理解。
2021-11-18 hep-ex physics.ins-det
Electroluminescence pulse shape and electron diffusion in liquid argon measured in a dual-phase TPC
本文报道了用DarkSide-50双相时间投影室测量液氩纵向扩散常数的实验结果。在100 V/cm、150 V/cm和200 V/cm的漂移电场下使用来自大气氩的高统计$^{39}$ Ar衰变进行测量。我们推导出一个表达式来描述双相TPC中的电致发光信号（S2）的脉冲形状。将导出的S2脉冲形状拟合到来自TPC的最上部的事件，以便表征信号的径向依赖性。在200 V/cm漂移场和2.8 kV/cm引出场中，选择140 keV电子反冲事件，得到纵向扩散常数DL =（4.12 $\pm$ 0.04）cm $^2$ /s。为了研究我们测量的系统性，我们检查了不同事件能量、场强和探测器体积的数据集，得到扩散常数的加权平均值为（4.09 $\pm$ 0.09）cm $^2$ /s。所测得的纵向扩散常数被观察到具有能量依赖性，并且在所研究的能量范围内，该结果系统地低于文献中的其他结果。
2018-07-23 physics.ins-det
Geometry-driven impact of photosensor placement on S2-based XY reconstruction in a dual-phase argon TPC
Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
研究探讨了光电传感器布局对双相氩时间投影室中S2基XY重建的影响，通过几何学分析揭示了探测器几何参数优化的重要性。
2026-02-09 hep-ex physics.ins-det
Characterization of photo-multiplier tubes for the Cryogenic Avalanche Detector
新西伯利亚国立大学宇宙学和粒子物理学实验室正在与布德克核物理研究所联合开发具有终极灵敏度的新的低温雪崩探测器，它将能够探测到在低温液体中释放的一个初级电子。CRAD将使用两套低温PMT，以便从液体Ar中的初级偏振或液体上方的高场间隙中的次级偏振获得触发信号。本文介绍了滨松光子学公司生产的两种低温光电倍增管的测试结果。根据生产商提供的规格，低背景3英寸PMT R11065- 10表现出出色的性能。在液态氩中用单电子响应法测得增益达10^7，暗计数率不超过300 Hz，单电子信号脉冲高度分辨率接近50%（FWHM）。然而，7个测试的R11065-10 PMT中有两个在完全浸入液体Ar中运行数十分钟后停止工作。其余5台器械和1台R11065-MOD均成功运行数小时，所有参数均符合生产商规范。紧凑型2英寸PMT R6041-506-MOD具有金属通道倍增电极结构，是侧壁PMT系统的候选者，该系统将在液体上方的高场区域中观察电致发光。其中四个光电倍增管在液态氩中进行了测试，结果表明增益高达2 × 10^7，暗计数率低于100 Hz，单电子信号的脉冲高度分辨率约为110%（FWHM）。
2015-09-09 physics.ins-det
ZE3RA: The ZEPLIN-III Reduction and Analysis Package
ZE 3RA是一个软件包，负责处理来自ZEPLIN-III暗物质实验的原始数据，并将其简化为一组用于所有后续分析的参数。探测器是一个液体氙时间投影室，闪烁和电致发光信号由31个光电倍增管阵列读出。双量程62通道数据流经过优化，可用于探测低至单个光电子的闪烁脉冲和小至单个电子产生的电离信号。我们特别讨论了几种策略，数据过滤，脉冲发现和脉冲聚类调整，以恢复最好的电子/核反冲歧视附近的检测阈值，其中大多数暗物质弹性散射签名的预期。该软件的设计假设只有最低限度的物理知识的基础上的检测原理，允许无偏的分析实验结果和容易扩展到其他探测器具有类似的要求。
2011-06-04 astro-ph.IM physics.ins-det
A 4 tonne demonstrator for large-scale dual-phase liquid argon time projection chambers
一个10千吨的双相液态氩TPC是深地下中微子实验（DUNE）考虑的探测器选择之一。该检测器技术依赖于超纯氩蒸气中电离电荷的放大，与传统的单相液态氩TPC相比具有多项优势。一个4.2吨的双相液态氩TPC原型，是同类中最大的，有效体积为3x1x1 $m^3$，已经在欧洲核子研究中心建造和运行。在本文中，我们详细描述了实验装置和检测器组件，以及报告的操作经验。我们还提出了第一个结果上实现的电荷放大，即时闪烁和电致发光检测，并从收集的宇宙射线μ子样品的分析液氩的纯度。
2018-10-19 hep-ex physics.ins-det
Study of scintillation light collection, production and propagation in a 4 tonne dual-phase LArTPC
$3 \times 1 \times 1$ m $^3$演示器是一个双相液氩时间投影室，它在2017年在欧洲核子研究中心记录了宇宙射线事件。这些探测器中的光信号对于提供精确的计时能力至关重要。讨论了由五个光电倍增管组成的光子探测系统的性能。收集闪烁和电致发光产生的通过粒子已在各种检测器条件下进行了研究。特别是，闪烁光的产生和传播过程进行了分析，并与模拟进行了比较，提高了对一些液态氩特性的理解。
2020-12-20 hep-ex physics.ins-det
Scintillation light detection in the 6-m drift-length ProtoDUNE Dual Phase liquid argon TPC
DUNE是一个用于长基线中微子振荡研究、中微子天体物理学和核子衰变研究的双站点实验。ProtoDUNE双相（DP）是一个6x6 x6 m3的液态氩时间投影室（LArTPC），它在2019-2020年在CERN中微子平台上记录了宇宙-μ子数据，作为DUNE远探测器的原型。通过LArTPC传播的带电粒子产生电离和闪烁光。这些探测器中的闪烁光信号可以为非射束事件提供触发。此外，它还增加了精确的计时功能，并改进了量热测量。在ProtoDUNE-DP中，LArTPC中宇宙μ子产生的闪烁和电致发光由放置在离电离轨道7米远的光电倍增管收集。在本文中，ProtoDUNE-DP光子探测系统的性能进行了评估，特别侧重于不同的波长移位器，如PEN和TPB，并使用掺Xe的LAr，考虑其未来在巨型LArTPC的使用。分析了闪烁光的产生和传播过程，并将模拟结果与实验数据进行了比较，提高了对液态氩特性的认识
2022-06-03 physics.ins-det
