The Radioactive Background of the JUNO Calibration System
Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学李政道研究所）
本研究针对JUNO校准系统的放射性本底展开全面分析，通过材料测量、模拟及原位数据验证，确认其总贡献小于76 mHz，满足设计要求，对反应堆反中微子测量无显著影响。
2026-08-20 hep-ex physics.ins-det
Automatic test system of the back-end card for the JUNO experiment
江门地下中微子天文台（JUNO）是中国正在建设的中基线中微子实验，目标是确定中微子质量等级。JUNO电子读出系统由水下前端电子系统和外部水后端电子系统组成。这两部分通过100米以太网电缆和电源电缆连接。后端卡（BEC）是JUNO电子读出系统的一部分，用于将水下盒连接到触发系统，并连接以传输系统时钟和触发信号。每个BEC连接到48个水下箱，总共需要大约150个BEC。在应用与水下系统的实际连接之前，必须验证物理层链路。因此，我们的目标是建立一个自动测试系统来检查物理链路的性能。测试系统基于定制的FPGA板，为了使设计通用，仅使用JTAG作为与PC机的接口。该系统可同时对96个通道以不同的速度产生和检查不同的数据模式。1024个连续时钟周期的测试结果定期自动上传到PC机。我们描述了BEC自动测试系统的设置，并给出了最新的测试结果。
2020-11-13 hep-ex physics.ins-det
Calibration Methods of Silicon Photomultiplier for JUNO-TAO Central Detector
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）；Nanjing University（南京大学）
本文提出基于电荷和时间信息的硅光电倍增管通道级校准方法，用于测量暗计数率、相对光电探测效率、时间偏移、增益和内部光学串扰，并通过模拟事件评估校准偏差，以提高探测器的精度和能量分辨率。
2026-08-03 physics.ins-det
A new method of energy reconstruction for large spherical liquid scintillator detectors
液体中微子探测器通常用于探测来自反应堆、太阳和地球的低能中微子。对于大型液体闪烁体探测器，重建沉积能量是一个挑战。对于JUNO和SNO+等具有多种光学介质的探测器，由于其边界处的混合光学过程，如瑞利散射、折射和全反射，预测探测光子的传播极其困难。基于校准的重建方法消耗不切实际的时间，因为在一个巨大的检测器中需要大量的校准点。在本文中，我们提出了一种新的模型无关的方法来重建沉积的能量与最低要求的校准系统。该方法通过JUNO的离线软件进行了验证。蒙特卡罗研究表明，能量不均匀性可以控制在1%以下，这是JUNO实现3%能量分辨率的关键。
2019-03-09 hep-ex physics.ins-det
JUNO Oscillation Physics
江门地下中微子观测站（JUNO）是位于中国南方（广东省江门市）一个700米深的地下实验室中的一个20千吨多用途液体闪烁探测器，具有预期的$3\%/\sqrt{E[\mbox{Mev}]}$能量分辨率。JUNO探测器卓越的能量分辨率和巨大的基准体积为解决中微子和天体粒子物理学中的许多重要课题提供了很好的机会。JUNO的主要目标是确定中微子的质量排序和精确测量相关的中微子振荡参数。通过对反应堆反中微子六年的数据采集，JUNO可以确定3-4 $σ$显著性的质量有序和中微子振荡参数$\sin^2θ_{12}$、$Δm^2_{21}$和$|Δm^2_{31}|$，精度优于0.6%。此外，JUNO的大气中微子和太阳中微子测量也可以为中微子振荡物理提供补充和重要的信息。本文主要研究JUNO的振荡物理，包括对反应堆中微子、大气中微子和太阳中微子的测量和分析。凭借精细的能量响应刻度和事件重构势能，JUNO将在不久的将来对中微子振荡参数和中微子质量有序进行世界领先的测量。
2021-11-19 hep-ex physics.ins-det
Status and physics potential of the JUNO experiment
(On江门地下中微子观测站（JUNO）是一个正在中国南方建造的地下20 kton液体闪烁体探测器，预计将于2020年开始数据采集。朱诺大学有一个物理学方案，利用附近两个核电站发射的电子反中微子，重点研究中微子特性。其主要目的是从${\barν_e}$振荡模式确定中微子质量等级。以前所未有的3 $\%$的相对能量分辨率为目标，JUNO将能够在运行六年内以3-4 $σ$的统计学显著性实现这一目标。它还将测量其他振荡参数，精度优于1 $\%$。一项雄心勃勃的实验计划正在实施，以开发和优化探测器和校准系统，以最大限度地提高光产量并最大限度地减少能量偏差。JUNO还将处于一个很好的位置来研究来自太阳和地球以及超新星爆炸的中微子，并为质子衰变的研究提供很大的接受度。我在会上的发言中描述了JUNO的物理潜力，并回顾了其建设的现状。
2018-01-17 hep-ex physics.ins-det
Realistic Detector Geometry Modeling and Its Impact on Event Reconstruction in JUNO
Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）
JUNO探测器几何建模对事件重建的影响研究，通过分析实际探测器结构变形，提出预测光电倍增管位置的方法，减少几何误差对顶点偏移的影响。
2026-04-15 hep-ex physics.ins-det
High-accuracy ultrasonic positioning of calibration sources in the Jiangmen Underground Neutrino Observatory
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Northwestern Polytechnical University（西北工业大学）
针对江门地下中微子观测站等大型液体闪烁探测器校准源定位难题，开发超声定位系统，结合声速建模、波形重建等方法，实现厘米级定位精度，支持离轴校准。
2026-07-23 hep-ex physics.ins-det
A semi-analytical energy response model for low-energy events in JUNO
江门地下中微子天文台（JUNO）是中国正在建设的下一代中微子实验，预计将于2022年完成。作为主要目标，它旨在确定中微子质量排序与3-4 $σ$意义使用20千吨液体闪烁探测器。它将测量来自两个核电站的电子反中微子的振荡能谱，基线约为53公里，在1 MeV时具有前所未有的3%的能量分辨率。JUNO实验的一个要求是了解探测器的能量非线性，精度低于百分之一。由于液体闪烁体的光产额与被探测粒子的能量不是完全线性的，而是依赖于粒子的类型，本文提出了一种用于这种光产额的模型。基于电子的能量非线性模型，本文给出了正电子和γ的更复杂的能量响应的转换。这种转换使用一种快速而简单的算法来计算伽马产生的次级电子的光谱，在这里介绍并向潜在用户开放。本文还讨论了如何利用本文的结果从γ源刻度探测器中获得正电子非线性。
2020-06-05 physics.ins-det
Improving the energy uniformity for large liquid scintillator detectors
对于大型液体闪烁体探测器，实现高精度的能量分辨率是具有挑战性的。能量不均匀性是主要障碍之一。为了克服这一问题，以前发展了一种定标数据驱动的方法来重建JUNO实验中的事件能量。本文对定标源的选择进行了深入研究，优化了定标位置，并对剩余探测器方位不对称进行了校正。所有这些努力导致探测器边界附近的能量不均匀性从约0.64%降低到0.38%。在探测器的基准体积内，它从0.3%提高到0.17%。因此，可以进一步提高能量分辨率。
2021-04-01 hep-ex physics.ins-det
An eightfold equivalence-preserving speedup of the JUNO OMILREC vertex and energy reconstruction
Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院近代物理研究所）；Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；School of Physics and Technology, Wuhan University（武汉大学物理科学与技术学院）
本研究针对JUNO的OMILREC重建算法，通过分阶段等效保持优化实现了最高8.6倍的单线程加速，保持物理输出一致，为大型探测器似然重建加速提供了可转移模板。
2026-08-04 hep-ex physics.ins-det
Neutron source-based event reconstruction algorithm in large liquid scintillator detectors
本文提出一种基于中子校准数据的大型液体闪烁体探测器事件重建算法，利用似然方法重建位置和能量，并区分粒子类型，在JUNO模拟中达到位置精度±4cm、能量非均匀性<0.5%，并有效消除α粒子和快中子事件。
2025-10-24 hep-ex physics.ins-det
In-pixel automatic threshold calibration for the CMS Endcap Timing Layer readout chip
本文介绍了在高亮度LHC升级中CMS端盖定时层（ETL）的像素内自动阈值校准电路的实现和验证。ETL读出芯片（ETROC）的阈值需要定期校准，以减轻电路基线的变化。传统的方法需要通过缓慢的控制系统进行大量的通信，因此非常耗时。本文介绍了一种像素内的自动化方案，在操作时间和可用性的改进。在该方案中，使用一个采样累积电路来测量平均采样输出。应用二进制逐次逼近和线性组合扫描来找到等效基线。实际的校准过程已首先在FPGA固件中实现，并使用ETROC前端原型芯片（ETROC0）进行测试。校准电路已实现与三模冗余（TMR）和验证与单粒子效应（SEES）模拟。一个完整的校准过程持续35 ms，时钟为40 MHz。在最坏的情况下，动态和静态功耗估计分别为300 uW和10.4 uW。该电路设计采用65 CMOS技术实现，将集成到ETROC 2中，ETROC 2是ETROC的下一个迭代，具有16x16像素矩阵。
2021-09-03 hep-ex physics.ins-det
Calibration Strategy of the JUNO Experiment
介绍了江门地下中微子观测站（JUNO）2万吨液体闪烁体中心探测器的定标方案。通过利用一个全面的多源和多位置的校准程序，结合一种新的双量热技术，利用两个独立的光电传感器和读出系统，我们证明了JUNO中心探测器可以实现优于1%的能量线性和3%的有效能量分辨率，所需的中微子质量排序的测定。
2021-01-20 hep-ex physics.ins-det
Primary accelerometer calibration with two-axis automatic positioning stage
在这项研究中，我们开发了一个自动化，多点主加速度计校准系统，使用双轴定位平台和外差激光干涉仪。所提出的系统提供低成本，方便，自动化的多点加速度计校准，使更少的校准交货时间。定位平台还提供了更好的定位重复性1微米，这是不可能通过手动对齐。通过测量450多个测量位置，测量了单端加速度计激光反射适配器的表面变形。可视化激光反射表面的变形有助于理解变形或非直线运动的影响，这是高频加速度计校准中最重要的不确定性分量之一。
2022-04-21 eess.SP physics.ins-det
Automatic Model Extraction of the Match Standard in Symmetric--Reciprocal--Match Calibration
Graz University of Technology（格拉茨工业大学）；Institute of Microwave and Photonic Engineering, Graz University of Technology（格拉茨工业大学微波与光子工程研究所）；Christian Doppler Laboratory for Technology-Guided Electronic Component Design and Characterization (TONI)（技术引导电子元件设计与表征基督教多普勒实验室）
本文提出了一种通过非线性优化自动提取匹配标准寄生模型的方法，验证了其在SRM校准中的有效性，并与TRL校准相比展示了相似的精度。
2026-01-30 eess.SP physics.ins-det
Development of a magnet power supply with a common-mode cancellation method based on automatic calibration of driving pulses
在传统H桥磁体电源拓扑的基础上，建立了高频共模等效模型。指出在双极性PWM调制下，两相桥臂对共模噪声具有互补作用。然而，由于实际产品中驱动脉冲的相位差，共模抵消的效果被极大地破坏。在共模等效模型的基础上，通过频域分析，确定了共模噪声强度与相位差的理论关系，从而指导驱动脉冲的调整。研究还发现，开关频率的增加会加剧相位差引起的共模噪声。为了降低共模噪声，通过仿真和实验研究了一种驱动脉冲自动校准的方法。最后，搭建了一台样机，样机实验结果表明，该方法能有效地降低共模噪声。
2021-05-18 physics.ins-det
Automatic Calibration Method of Voxel Size for Cone-beam 3D-CT Scanning System
对于锥束三维计算机断层成像（3D-CT）扫描系统，体素尺寸是保证基于3D-CT图像的数据分析和特征测量准确性的重要指标。同时，体素的大小随着旋转台沿X射线方向的移动而变化。为了实现体素尺寸的自动标定，提出了一种新的易于实现的方法。根据该方法，在不同的成像位置处捕获球形体模的多个投影，并通过非线性最小二乘拟合来计算相应的体素尺寸值。通过这些插值值，得到一个线性方程，该方程反映了转台从其标称零位的位移距离与体素尺寸之间的关系。最后，将线性方程导入3D-CT扫描系统的标定模块，当转台沿X射线方向运动时，动态输出体素尺寸的精确值。实验结果表明，该方法能够满足实际CT扫描系统的要求，具有实现简单、精度高的优点
2013-05-06 physics.ins-det physics.med-ph
Data-Driven Calibration of Large Liquid Detectors with Unsupervised Learning
University of Oxford（牛津大学）
本文提出利用无监督深度学习从物理数据中提取光电倍增管校准时间常数，通过简化光学光子传输物理模型和自动微分框架实现大规模回归。
2026-06-16 hep-ex physics.ins-det
Automatic calibration of gamma-ray detectors deployed in uncontrolled environments
Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
本文提出一种基于软件的自动校准方法，通过全谱分析和蒙特卡洛物理探测器模型，在无主动温度控制的情况下实现稳定的能量校准，适用于城市网络和 homeland security 监测。
2026-04-21 nucl-ex physics.ins-det
Simulation-based inference for Precision Neutrino Physics through Neural Monte Carlo tuning
Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia（联合核物理研究所）；Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia（俄罗斯科学院核物理研究所）；Laboratori Nazionali dell'INFN di Frascati, Italy（意大利国家核物理实验室弗拉斯卡蒂分部）
针对下一代中微子实验因缺乏解析似然带来的计算挑战，提出结合神经似然估计与贝叶斯嵌套采样的方法，在JUNO实验案例中实现低偏差参数推断，提供两种可选方案并为同类应用建立模板。
2025-07-31 cs.LG hep-ex hep-ph
The Automatic Calibration Method of the Compton Edge Based on Normalized Cross-correlation and Simulated Annealing Algorithm
本文提出一种基于归一化互相关、模拟退火和卷积响应模型的康普顿边自动刻度方法，实验证明其精度与全能峰刻度相当且稳定性优于传统方法。
2025-07-22 nucl-ex physics.ins-det
AI Assisted Experiment Control and Calibration
本文报告了将AI/ML集成到GlueX谱仪探测器控制与校准中的项目，通过环境信息预测中央漂移室校准常数并自动调整设备控制，提高了校准稳定性和效率，同时兼顾设备安全与数据质量。
2024-02-07 nucl-ex physics.ins-det
Development of energy calibration and data analysis systems for the NUCLEUS experiment
中微子-核相干弹性散射（CEvNS）为探索标准模型之外的新物理开辟了新的途径。NUCLEUS实验旨在利用核反应堆堆芯产生的强烈反中微子通量，通过克级超低阈值低温探测器测量CEvNS截面。低阈值探测器的一个常见问题是校准，因为大多数放射源往往会使传感器的动态范围饱和。在这篇论文中，光子统计为基础的光学校准设置已经开发和测试使用探测器从BULLKID R&D项目。所开发的硬件设置和相关控制软件都允许自动执行检测器阵列的完全校准。在这项工作的开发过程中，为CUORE实验开发的DIANA分析框架已与NUCLEUS DAQ兼容，并使用NUCLEUS原型运行的数据开发了新的自动分析协议。该协议被证明是准确的再现通过模型相关的研究所获得的结果进行了几乎事件的事件检查，在NUCLEUS的早期阶段进行。特别关注的是事件重建程序的发展，用于测量的事件，位于探测器的线性响应区域之外的能量。NUCLEUS实验的最后一项活动是开发一个基于Python的工具包，用于研究实验的发现潜力。这个工具包最初是由J.Rothe在NUCLEUS的早期阶段开发的，并在本文所介绍的工作中进行了大量的升级，以处理不同类型的统计检查和程序。
2023-02-06 nucl-ex physics.ins-det
