Operation and Calibration of a Highly Granular Hadron Calorimeter with SiPM-on-Tile Read-out
目前，CALICE正在为未来的轻子对撞机实验开发安东强子量热计（AHCAL）。它是一种取样量热计，其活性材料为钢吸收板和塑料闪烁体砖的交替层。在片上SiPM设计中，片直接耦合到硅光电倍增器（SiPM）。前端电子器件集成到热量计的有源层中。根据直线加速器的束结构，它们通过快速功率循环来实现低功耗。在2017年和2018年，已经建造了一个新的大型原型，具有38个72x72 cm $^{2}$尺寸的活性层。每个有源层由四个读出板组成，每个读出板带有四个36通道SPIROC2E读出ASIC，每层有576个通道。原型设计用于大规模生产和组装技术：它使用半自动包裹在反射器箔中的注塑瓷砖，瓷砖和电子元件使用拾取和放置机器组装，所有探测器部件都在组装过程中进行了测试。具有约22，000个通道的原型在DESY委托，并在CERN SPS获取μ子，电子和π介子数据，以展示具有可扩展探测器设计的SiPM瓦上量热计概念的能力和大型原型的可靠操作。本会议记录概述了大型CALICE AHCAL技术原型的校准结果。
2020-04-01 physics.ins-det
Beam Test of a SiPM-on-Tile ZDC Prototype with 5.3 GeV Positrons at Jefferson Laboratory
University of California, Riverside（加州大学河滨分校）；University of Regina（里贾纳大学）
利用5.3 GeV正电子束测试了SiPM-on-tile ZDC原型，评估其能量响应、 shower形状和空间重建性能，并与模拟结果对比，为最终ePIC ZDC设计优化提供关键输入。
2026-03-20 physics.ins-det
Commissioning, Characterisation and Temperature Stabilisation of a 22000 Channel SiPM-on-Tile Hadron Calorimeter System
随着一个高度颗粒化强子量能器系统的成功建造和运行，其特点是大约。22000个单独读出SiPM的瓦片通道，CALICE合作已经设定了下一个里程碑，证明了未来高能线性对撞机实验概念的可扩展性。对于这种大样本的光电传感器，需要一种新的质量控制方法，以充分验证和监测测试台和原位光束测试数据的设备参数。在工作期间存在温度波动的情况下，由于器件具有出色的参数均匀性，因此可以根据频繁的温度测量对偏置电压进行全自动调整，从而稳定SiPM响应。本文介绍了SiPM参数研究的结果，在施工和调试阶段和报告的系统性能和自动温度补偿的经验，在系统运行过程中。
2022-11-08 physics.ins-det
Performance of scintillating tiles with direct silicon-photomultiplier (SiPM) readout for application to large area detectors
在Frascati国家实验室的光束测试设备和几个测试台上测量了不同类型的具有直接硅光电倍增器读出和定制前端电子仪器的发光瓦的光产额、时间分辨率和效率。不同的配置得到的结果。使用$\sim 225$ cm $^2$大面积瓦片获得了300 ps量级的时间分辨率、超过230个光电子的光产额和优于99.8 $\%$的效率。该技术适用于高能物理中的广泛应用，特别是大面积μ子和定时探测器。
2021-09-17 physics.ins-det
Timing performance of SiPM-on-Tile elements: Laboratory and test beam measurements
为满足未来正负电子对撞机亚纳秒级定时需求，研究人员通过DESY试验束和激光测量，探究了不同尺寸SiPM-on-Tile元件的时间分辨率性能。
2025-09-02 hep-ex 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
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 borehole muon detector with SiPM-on-tile technology
本研究研发了一款采用SiPM-on-tile技术的紧凑坚固钻孔μ子探测器，基于64通道模块化设计，探测效率超95%，天顶角分辨率达1.5–4.0°，为μ子层析成像提供新选择。
2025-10-05 hep-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
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
A highly granular SiPM-on-tile calorimeter prototype
由CALICE合作开发的Ancillary Hadron Calorimeter（AHCAL）是线性对撞机探测器的可扩展工程原型。它是一种由钢吸收板和塑料闪烁体瓦组成的采样量热计，由硅光电倍增器（SiPMs）作为活性材料（SiPM-on-tile）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。38层采样结构配备了每个包含576个单通道的盒，排列在读出板上，并根据36通道读出芯片进行分组。原型是使用适合大规模生产的技术组装的，如闪烁体砖的注塑和半自动包装，使用拾放机在电子设备上组装闪烁器，以及对探测器元件进行大规模测试。热量计在DESY委托，并在会议期间在CERN SPS获取数据。本文讨论了CALICE AHCAL工程样机的建造、调试和第一次试验梁的结果。
2019-04-24 hep-ex physics.ins-det
Beam Test of the First Prototype of SiPM-on-Tile Calorimeter Insert for the Electron-Ion Collider Using 4 GeV Positrons at Jefferson Laboratory
本研究为EIC提出了一种采用SiPM读出塑料闪烁体瓦片的高粒度量热器插入件，通过构建40通道原型并在杰斐逊实验室使用4 GeV正电子束进行测试，验证了其创新设计与校准策略的有效性，标志着该技术首次应用于EIC探测器设计。
2023-09-02 hep-ex nucl-ex 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
Performance of the Mass Testing Setup for Arrays of Silicon Photomultipliers in the TAO Experiment
本文介绍TAO实验中用于在-50C下批量表征4100个瓦片内约13万个SiPM的测试装置与方法，以实现1 MeV处2%的能量分辨率。
2024-02-08 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
Calibration System with Optical Fibers for Calorimeters at Future Linear Collider Experiments
我们报告的几个版本的校准和监测系统，致力于闪烁体瓦量热计内置的CALICE合作，并打算为未来的线性对撞机实验。而第一个，一个1立方米的模拟强子量能器原型，已经建立和测试束，第二个技术原型，目前正在开发中。这两个原型都是基于可单独读出的新光电探测器，硅光电倍增器（SiPM）的反射瓦。由于SiPM响应显示出对温度和偏置电压的强烈依赖性，并且由于像素数量有限，SiPM饱和，因此需要对其进行监测。监控系统必须具有足够的灵活性来执行多个不同的任务。SiPM的自校准特性可以用于使用低强度的LED光的增益监测。在测试光束操作过程中，所有SiPM的例行监测是用固定强度的光脉冲实现的。通过将光强度从零变化到饱和水平来交叉检查完整的SiPM响应函数。我们特别关注最后一个方面-高动态范围。
2012-01-27 physics.ins-det
First-Ever Deployment of a SiPM-on-Tile Calorimeter in a Collider: A Parasitic Test with 200 GeV $pp$ Collisions at RHIC
本文介绍了在RHIC对撞机200 GeV $pp$运行期间对SiPM-on-tile量热器原型机的首次部署与寄生测试，通过数据驱动校准与Geant4模拟验证了其性能，为未来EIC的ePIC探测器设计提供指导。
2025-01-15 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Design of a SiPM-on-Tile ZDC for the future EIC and its Performance with Graph Neural Networks
提出一种用于未来EIC的SiPM-on-tile高粒度ZDC设计，采用交错层排列提升分辨率，并利用图神经网络进行回归与分类，显著超越EIC性能要求。
2025-05-29 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Test beam studies of the light yield, time and coordinate resolutions of scintillator strips with WLS fibers and SiPM readout
在费米实验室的μ子束实验装置中，对用于大μ子探测系统的具有SiPM读出的原型闪烁器+WLS条进行了测试。光产量高达137光电子每μ子每带已被观察到，以及330 ps的时间分辨率和沿带的位置分辨率为5.4厘米。
2016-12-23 physics.ins-det
Studies of time resolution, light yield, and crosstalk using SiPM-on-tile calorimetry for the future Electron-Ion Collider
本文通过宇宙射线、LED和β源测量SiPM-on-tile量能器构建模块的光产额、串扰和时间分辨率，并证明3D打印框架隔离方案优于沟槽巨型瓦片，为EIC高颗粒度量能器设计与5D簇射模拟提供依据。
2023-05-27 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
SiPM non-linearity studies in beam tests with scintillating crystals
Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（上海交大李政道研究所）；Key Laboratory for Particle Astrophysics and Cosmology (MOE), Shanghai Key Laboratory for Particle Physics and Cosmology (SKLPPC), Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学粒子天体物理与宇宙学教育部重点实验室/上海粒子物理与宇宙学重点实验室）；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）
本研究探讨了高像素密度SiPMs在与BGO和BSO晶体耦合时的非线性响应，通过束流测试量化了其在宽动态范围内的性能，发现不同设备和配置下存在显著的非线性偏差。
2026-03-09 physics.ins-det
A high-granularity calorimeter insert based on SiPM-on-tile technology at the future Electron-Ion Collider
本文提出一种面向EIC的基于SiPM-on-tile技术的高颗粒度量能器插入件，通过闪烁体瓦片和硅光电倍增管实现近束流管高覆盖与补偿响应，满足能量分辨率要求并提供五维簇射数据，有望借助机器学习实现极端运动学测量。
2022-12-12 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Cryogenic SiPM arrays for the DUNE photon detection system
在本文中，我们报告的SiPM瓷砖的R & D的DUNE光子探测系统的特性。瓷砖由布鲁诺·凯斯勒基金会（FBK）采用NUV-HD-SF SiPM生产。特别强调了传感器的低温可靠性，即在室温和77 K温度下热循环后电性能和机械性能的稳定性。该特性包括I-V曲线的确定，在不同过电压下的暗计数率的高灵敏度测量，以及相关噪声。一个P。在使用专用冷放大器在77 K下放大之后，测量灵敏度作为连接到单个电子通道的传感器的数量的函数。
2020-01-24 hep-ex physics.ins-det
Construction and characterisation of the DarkSide-20k veto silicon photo-multiplier tiles
本文描述了DarkSide-20k实验中用于抑制背景辐射的vTiles的生产与测试，验证了其在低温下的稳定性和低放射性污染，成功生产出超过87%的vTiles，满足实验需求。
2026-09-22 hep-ex 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
Prototype tests for a highly granular scintillator-based hadronic calorimeter
在CALICE合作中，研究了未来轻子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，现在的重点是改进其在“技术原型”中的实施，这些原型可扩展到完整的线性对撞机探测器。安东强子量热计（AHCAL）概念是一种由钨或钢吸收板和塑料闪烁体瓦片组成的采样量热计，由硅光电倍增器（SiPM）作为有源部件读出。前端电子器件完全集成到热量计的有源层中，并设计用于最小功耗（即功率脉冲）。多功能电子设备使原型能够配备不同类型的闪烁体瓦片和SiPM。在最近的束流测试中，一个具有$\sim$ 3700通道的原型，配备了几种类型的闪烁体瓦和SiPM，暴露于电子，μ子和强子束。这些射束测试的经验产生了适合于自动质量组装的表面安装SiPM的最佳检测器设计。会议将涵盖的主题包括：用AHCAL技术原型进行的试验束测量，改进的探测器设计和正在进行的强子簇射大型原型的开发。
2017-10-10 hep-ex physics.ins-det
The construction of the Fiber-SiPM beam monitor system of the R484 and R582 experiments at the RIKEN-RAL muon facility
为RIKEN-RAL装置的R484和R582高强度低能脉冲μ子束流实验提供束流信息的双折射光纤SiPM束流监测探测器已经成功地建造和运行。详细介绍了它们的构造和在梁中的首次使用性能
2017-03-04 hep-ex physics.ins-det
Burn-in Test and Thermal Performance Evaluation of Silicon Photomultipliers for the JUNO-TAO Experiment
本研究对JUNO-TAO实验的4000余块SiPM tiles进行室温烧机测试和低温热性能评估，验证了其在-50°C下相当于6.7年的长期稳定性，并指导了最优选择与配置。
2024-07-23 hep-ex physics.ins-det
Application of the VMM ASIC for SiPM-based calorimetry
本文提出基于VMM3a ASIC的双增益SiPM读出系统，并通过256通道原型与FoCal-H高能强子测试束验证其在高计数率环境下的能量测量能力。
2024-06-18 physics.ins-det
Barrel time-of-flight detector for the PANDA experiment at FAIR
FAIR的PANDA实验的桶飞行时间探测器预计将作为闪烁体瓦（SciTil）Hodoscope，基于几千个小塑料闪烁体瓦，直接连接硅光电倍增器（SiPM）读出。该系统的主要任务是精确确定粒子轨迹的时间原点，以避免高碰撞率下的事件混合，相对飞行时间测量以及低动量状态下的粒子识别。主要要求是使用最小材料量和$σ< 100\,\mathrm{ps}$的时间分辨率。我们已经进行了广泛的优化研究和原型测试，以证明SciTil设计的可行性，并完成研发阶段。在2.7 GeV/c质子束流中，利用KETEK和Hamamatsu的SiPM（有效面积为$3\times3\,\mathrm{mm^2}$）获得了约80 ps的时间分辨率。采用飞利浦公司的数字光子计数器，时间分辨率可达30 ps左右。
2015-07-21 physics.ins-det
Lab and Beam Tests of a SiPM-readout ASIC with a Large Dynamic Range
针对未来希格斯工厂高粒度晶体ECAL的大动态范围读出需求，对商用ASIC MPT2321开展实验室及束流测试，验证了其良好信噪比与大动态范围的应用潜力。
2025-05-22 hep-ex 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
Characterization method to achieve simultaneous absolute PDE measurements of all pixels of an ASTRI Mini-Array camera tile
最近，国家天体物理研究所（INAF）与滨松光子公司签订了一份合同，购买数百块硅光电倍增器（SiPM）瓦片，为应科院的小型阵列（MA）项目建造10台相机，每台37块瓦片。每个瓷砖由7x 7 mm 2的8x 8像素和75 um的微单元组成。为了检查交付的瓷砖质量，研究了一种复杂而精确的测试方案。同时分析尽可能多的像素的可能性变得至关重要。由于在黑暗条件下进行，因此可以轻松地同时测量所有像素的暗计数率（DCR）与过电压和温度的关系以及光学串扰（OCT）与过电压的关系。相反，对瓦片的所有像素的同时光子检测效率（PDE）测量不容易实现，并且需要适当的光学设置。同时测量具有加快整个过程的优点，并且能够快速比较所有图块像素的PDE。本文介绍了保证PDE绝对测量准确性的初步步骤，并对电子学同时获得PDE测量的能力进行了研究。它还证明了使用校准的SiPM作为参考检测器，而不是校准的光电二极管的可能性。还描述了实现图块的四个中心像素的精确绝对PDE的方法。
2019-12-13 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Brightness and uniformity measurements of plastic scintillator tiles at the CERN H2 test beam
我们研究的光输出，光收集效率和信号定时的各种有机制冷剂，正在考虑升级的强子量热计的CMS检测器。实验数据收集在欧洲核子研究中心的H2试验束区，使用150 GeV的μ子束。特别是，我们调查的使用过掺杂和绿色发光塑料闪烁体，两个解决方案，尚未被广泛考虑。我们提出了一个研究的能量分布在塑料闪烁体瓷砖，作为命中位置的函数的命中效率，和蓝色和绿色闪烁器的信号定时的研究。
2017-11-30 physics.ins-det
Beam test of the QMB6 calibration board and HBU0 prototype
我们报告的性能的HBU0板和光学校准系统QMB6在DESY测试光束。在HBU 0板上测量MIP信号，为LED振幅扫描提供参考，显示递送至12个SiPM中的每一个的光量，最大为0至250 MIP。ASIC模拟存储器单元的性能与SiPM信号强度的关系进行了分析。在高增益模式下，我们观察到ASIC读出值的不均匀性和基座偏移，以获得更高的信号强度。
2011-05-24 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
Intrinsic Energy Resolution of Plastic Scintillator Tiles: Muon Beamtest Results
本文基于CERN T10束流实验，研究塑料闪烁体瓦片用于缪子量能学的可行性，发现缪子能量与信号幅度峰值及展宽几乎无相关性，并揭示了温度对SiPM的影响及束流污染问题。
2025-02-04 hep-ex physics.ins-det
Production, Quality Assurance and Quality Control of the SiPM Tiles for the DarkSide-20k Time Projection Chamber
本文详细介绍了DarkSide-20k实验中SiPM Tile的生产流程及QA-QC协议，通过晶圆级低温表征和精密组装等工艺，实现了超83.5%的生产良率，验证了Tile设计在低温环境下的稳健性与适用性。
2025-07-09 hep-ex 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
Beam test studies for a SiPM-based RICH detector prototype for the future ALICE~3 experiment
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Sezione di Bari（意大利国家核物理研究所巴里分部）；Dipartimento di Fisica dell’Università e del Politecnico di Bari（巴里大学与理工大学物理系）；CERN, the European Organization for Nuclear Research（欧洲核子研究中心）；Instituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学核科学研究所）
基于SiPM的RICH探测器原型通过束流测试验证了其设计和性能，实现了高能带电粒子识别的高精度和高效能。
2026-01-18 hep-ex physics.ins-det
Scintillator Tile Batch Test of CEPC AHCAL
强子量能器（HCAL）是环形正负电子对撞机（CEPC）基线探测器系统的重要子探测器。我们计划建立一个基于粒子流算法的模拟强子量能器（AHCAL）原型。CEPC的AHCAL使用钢作为吸收体，由硅光电倍增器（SiPM）读出的闪烁体瓦片作为敏感介质。量热计的能量线性和分辨率取决于敏感介质的光输出均匀性。为了选择光输出均匀度在10%以内的闪烁体片，必须对整个探测器生产进行鉴定。设计了一个具有144个通道的自动化批量测试平台，一个自动化的3D伺服电机。本文总结了超过15000闪烁体瓷砖上进行的测试。测量的光输出，校正的设置响应不均匀性，是约12.9 p.e.。. 91.6%的照明灯具（14219件）的合格率在10%的光产额窗口内。
2022-03-21 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
Direct detection of charged particles with SiPMs
首次系统地研究了MIP带电粒子穿越硅光电倍增器的直接响应。利用束流测试数据，测量了时间分辨率和串扰概率。还报道了通过激光束的SiPM的表征。针对不同传感器获得的结果表明测量的时间分辨率约为40 - 70 ps。尽管预计粒子在每个事件中仅穿过一个SPAD，但不同传感器上的串扰测量结果表明，相对于与传感器噪声相关的值，串扰测量值意外地更高。
2022-03-27 hep-ex physics.ins-det
Timing Detectors with SiPM read-out for the MUSE Experiment at PSI
保罗·谢勒研究所的μ子散射实验使用电子、μ子和π子的混合束，需要精确的时间来识别束粒子和它们引起的反应。我们描述了三个定时探测器的设计和性能，使用塑料闪烁体读出与硅光电倍增器，已建成的实验。位于散射目标上游的束流描迹仪对束流通量进行计数，并对束粒子进行精确计时，以识别物种并为飞行时间测量提供起始时间。位于散射目标下游的射束监视器可对未散射的射束通量进行计数，帮助识别散射事件中的背景，并精确计算射束粒子的飞行时间测量时间。光束聚焦监视器安装在靶真空室内液氢靶下方的靶梯上，用于在靶中心附近的三个点（光束应聚焦的位置）进行专门的光束点采样。
2020-10-15 nucl-ex physics.ins-det
Radiation Damage Studies of Silicon Photomultipliers
我们报告的硅光电倍增器（SiPM）的辐射硬度的测量由布鲁诺凯斯勒基金会在意大利（1 mm $^2$和6.2 mm $^2$），透视技术和仪器中心在俄罗斯（1 mm $^2$和4.4 mm $^2$），日本滨松公司（1 mm $^2$）。在Massachusetts General Hospital使用212 MeV质子束照射SiPM，SiPM在工作电压下接收高达$3 \times 10^{10}$质子/cm $^2$的注量。在照射期间连续读取漏电流。周期性地暂停质子的递送以记录响应于校准光脉冲的示波器迹线，以监测SiPM的增益、光子检测效率和暗计数。漏电流和暗噪声随注量的增加而增加。Te漏电流被发现是成比例的噪声分布的均方差，表明暗计数是由于增加随机个别像素激活，而SiPM仍然完全功能的光子探测器。发现SiPM在室温下退火，在大约100天内漏电流减少了2倍。
2008-09-27 physics.ins-det
Study of Silicon Photomultiplier Radiation Hardness with Proton Beam from the JULIC Cyclotron
在这项工作中，我们研究了硅光电倍增器（SiPM）光传感器的性能曝光后的JULIC回旋质子束，能量$\sim$ 39兆电子伏，相对于他们的性能曝光前。本研究中使用的SiPM器件显示出其行为的显著变化以及其击穿电压的向下偏移多达$\sim$ 0.4 $\pm$ 0.1 V。在暴露于$\sim$ 0.2 Gy的剂量后，对于所研究的SiPM似乎不再可能进行单光子测量（对应于$\sim$ $ϕ_{p}$的积分质子通量= 1.06 × 10 $^{8}$ p/cm $^{2}$）。暴露未对器械表面造成可见损坏。
2020-11-18 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Beam test, simulation, and performance evaluation of PbF$_2$ and PWO-UF crystals with SiPM readout for a semi-homogeneous calorimeter prototype with longitudinal segmentation
本文测试了用于Crilin半均质纵向分段量能器的PbF2和PWO晶体配合SiPM读出方案，在CERN SPS使用120 GeV电子束流验证了其光产额和定时响应，结果表明其时间分辨率完全满足Muon Collider和HIKE实验的设计要求。
2023-08-02 hep-ex physics.ins-det
Efficiency and uniformity measurements of a light concentrator in combination with a SiPM array
我们制作了一个位置敏感的切伦科夫探测器，它由64个SiPM组成，有效面积为3 × 3 mm^2，像素大小为100 × 100 μm^2。由64个漏斗形的聚光器增加了敏感区域。这些漏斗的入口面积为7x7 mm^2，出口面积为3x3 mm^2，保证了足够的位置分辨率，例如FAIR的PANDA实验的桶形DIRC探测器。通过使用脉冲光束在两个维度上扫描阵列来测试与SiPM阵列组合的光集中器的效率和均匀性。这些测试的结果和比较与模拟在这里。
2013-11-22 hep-ex physics.ins-det
The ATLAS Tile Calorimeter Test Beam Monitoring Program
在2003年ATLAS瓦式热量计的测试梁会议期间，开发了一个监测程序，以简化正确运行条件的设置和数据质量的评估。该程序是使用ATLAS在线软件组提供的在线软件服务构建的。本说明的第一部分简要概述了这些服务，然后全面描述了瓦式热量计监控程序的架构和功能。性能和未来升级将在本说明的最后部分讨论。
2004-05-29 cs.PF cs.SE physics.ins-det
Experience with the AHCAL Calibration System in the Test Beam
我们在这里提出我们的经验与校准系统的CALICE AHCAL原型在测试梁，并讨论SiPM响应曲线的表征。
2009-02-17 hep-ex physics.ins-det
Muon beamtest results of high-density glass scintillator tiles
本文介绍新型高密度玻璃闪烁体瓦片GSHCAL的μ子束流测试，测得最大MIP响应达107 p.e./MIP，并经光学模拟验证，满足CEPC设计要求。
2024-05-10 hep-ex physics.ins-det
A SiPM-Based RICH Detector with Timing Capabilities for Isotope Identification
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Sezione di Bari（意大利国家核物理研究所（INFN）巴里分部）
基于SiPM的RICH探测器结合TOF测量，用于空间应用中的同位素识别，具备高时空分辨能力。
2026-01-21 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Performance of alternative scintillator tile geometry for AHCAL
国际直线对撞机（ILC）上的CALICE安德里亚强子量能器（AHCAL）是一种基于MPPC闪烁体瓦片读出的高粒度强子量能器。对于ILC的构建，我们重新审视了AHCAL粒度的优化，并且正在研究具有更大闪烁体瓦片的混合粒度。我们首先测量了比标准$30\times30~\mathrm{mm^2}$瓦片更大的$60\times60~\mathrm{mm^2}$瓦片的性能。测得$60\times60~\mathrm{mm^2}$瓦片的光输出约为$30\times30~\mathrm{mm^2}$瓦片的光输出的一半，而瓦片响应的均匀性证明是非常好的。然后，构造由144个$60\times60~\mathrm{mm^2}$瓦片组成的检测层。检测层被添加到由38个检测层和$30\times30~\mathrm{mm^2}$瓷砖组成的AHCAL大型技术原型中。探测层在CERN SPS的测试束实验中成功地进行了测试。
2019-04-05 physics.ins-det
The DESY Digital Silicon Photomultiplier: Device Characteristics and First Test-Beam Results
DESY设计了一款结合SPAD阵列与CMOS电路的数字硅光电倍增管，具备像素级击中位置探测与优于100ps的时间测量能力，测试束结果验证了其在4D径迹应用中约50ps的时间分辨率与30%的探测效率。
2025-01-31 physics.ins-det
