Geant4 simulations of sampling and homogeneous hadronic calorimeters with dual readout for future colliders
针对未来希格斯工厂的精准喷注测量需求，开展双读出强子量能器的Geant4模拟，研究采样型与均相型结构的单粒子响应，验证切伦科夫光用于能量重建的效果，模拟达到单光子精度。
2023-11-06 physics.ins-det
Dual-Readout Calorimetry with Lead Tungstate Crystals
结果提出的束流测试中，一个小的电磁量能器组成的钨酸铅晶体暴露于50 GeV的电子和π介子。该热量计由DREAM Dual-Readout热量计支持，该热量计使用两种不同的介质测量簇射发展中产生的闪烁和Čerenkov光。来自晶体量热计的信号被非常详细地分析，试图逐个事件地确定这两种类型的光对信号的贡献。这些信息使得消除主要的涨落源成为可能，从而实现强子量热计性能的重要改进。
2007-07-26 physics.ins-det
Readout Electronics for CEPC Semi-Digital Hadron Calorimeter Pre-prototype
CEPC（Circular Electron and Positron Collider）是我国粒子物理界提出的大型实验装置。它的一个运行选项是希格斯工厂。量热仪是本实验的主要组成部分，用于测量射流能量。半数字强子量能器（SDHCAL）是强子测量的一种选择。GEM探测器以其高位置分辨率和灵活的结构成为SDHCAL有源层的候选材料之一。本文的主要目的是为基于GEM的半数字强子量能器提供一种可行的读出方法。设计并实现了一个小型样机，包括前端板和数据接口板。电子原型已经过测试。所有通道的等效RMS噪声低于0.35fC。动态范围高达500fC，增益变化小于1%。读出电路应用于双层GEM探测器上，读出垫为1cm*1cm。结果表明，该电子学与探测器工作良好。MIP的检测效率在95%以上，阈值为5fC。
2018-11-21 physics.ins-det
Optimising longitudinal and lateral calorimeter granularity for software compensation in hadronic showers using deep neural networks
我们研究了纵向和横向量热计分割对强子簇射逐事件软件补偿的影响。要分解出采样和电子效应，模拟事件中，一个单一的带电π介子被拍摄在一个均匀的铅玻璃量能器，分裂成不同大小的纵向和横向段。作为最佳重建的近似，训练基于神经网络的能量回归。该架构基于使用局部能量密度为簇射能量回归定制的卷积核块;使用直方图技术减轻训练数据集边缘的偏差。与此近似，我们发现，一个纵向和横向段的大小小于或等于0.5和1.3核相互作用长度，分别是必要的，以实现最佳的能量测量。此外，还观察到π介子簇射的内禀能量分辨率为$8\%/\sqrt{E}$.
2021-01-20 physics.ins-det
Design and performance of a CMOS study sensor for a binary readout electromagnetic calorimeter
我们提出了一个CMOS测试传感器，已设计，制造和其特征在于调查所需的二进制读出电磁量能器的参数的研究。除了标准CMOS工艺外，传感器还进行了几项改进。详细的模拟和实验结果的传感器的性能。传感器和像素的表现符合预期，处理增强被认为是必不可少的，以实现所需的性能。
2011-05-04 physics.ins-det
Multi-particle reconstruction in the High Granularity Calorimeter using object condensation and graph neural networks
LHC的高亮度升级将带来前所未有的物理和计算挑战。这些挑战之一是在多达200个同时发生的质子-质子相互作用的事件中精确重建粒子。计划中的CMS高粒度量热仪为此提供了超过600万个通道的精细空间分辨率，但也对旨在重建单个粒子簇的重建算法提出了独特的挑战。在这篇文章中，我们提出了一种端到端的机器学习方法，该方法在一步中执行聚类，分类以及能量和位置回归，同时保持在内存和计算限制范围内。我们采用GravNet，一个图形神经网络和一个对象凝聚损失函数来实现这一任务。此外，我们提出了一种方法，通过最大化使用最大权重匹配的工会的能量加权交叉重建淋浴真理淋浴。我们的结果表明，我们的方法的有效性，并突出了一个有前途的研究方向，有待进一步研究。
2021-06-02 physics.ins-det
CALICE Electromagnetic Calorimeter Readout Status
介绍了CALICE电磁量能器读出板的研制情况。线性度，噪声和最小电离信号，无论是从辐射源和宇宙射线的结果，显示。
2004-10-01 hep-ex physics.ins-det
Performance study of ASIC readout for electromagnetic calorimeter with injected charge
高通道密度和空间限制要求前端电子集成到热量计的有源元件中。为此目的，基于专用集成电路（ASIC）的新型读出链设计的电磁量热计的未来国际线性量热计实验。本文对电荷注入ASIC的性能进行了研究。
2012-10-18 hep-ex physics.ins-det
Fiber and Crystals Dual Readout calorimeters
RD52（DREAM）合作正在进行双读出量热技术的研发，目的是提高未来高能物理实验的强子能量分辨率。切伦科夫和闪烁光的同时检测使我们能够测量强子簇射事件的电磁分数。这样，我们就可以消除影响强子能量精确测量的主要涨落。我们用不同能量的电磁粒子和强子测试了铅和铜纤维原型量热器的性能。在束流测试过程中，我们研究了电子和π介子的能量分辨率以及在纵向未分段量热计中对这些粒子的识别。测量也进行了纯的和掺杂的PbWO $_{4}$晶体，以及BGO和BSO，实现基于晶体的双读出检测器的目的。我们将描述我们的结果，专注于更有前途的性能均匀介质的技术。还将给出晶体的其他发展指南。最后，我们讨论的建设技术，我们已经用来组装我们的原型，并给出了一个概述，可以工业化的建设一个完整的密封量热计。
2016-11-14 physics.ins-det
Upgraded photon calorimeter with integrating readout for Hall A Compton Polarimeter at Jefferson Lab
杰斐逊实验室A厅的康普顿偏振计的光子臂已经升级，允许电子束偏振测量精度优于1%。数据采集系统（DAQ）现在包括一个积分模式，它消除了原始计数DAQ设置中固有的几个系统不确定性。的光子量热计已被取代的Ce掺杂的GSO晶体，它具有明亮的输出和快速响应，并使用新的积分方法在电子束能量从1到6 GeV的测量工作良好。
2011-08-24 physics.ins-det
Studies of Scintillator Tiles with SiPM Readout for Imaging Calorimeters
具有闪烁体读出的成像强子量能器使用由硅光电倍增器单独读出的小闪烁体瓦片，以实现未来对撞机探测器的复杂重建算法所需的必要粒度。对于CALICE模拟HCAL新的第二代原型，正在制造具有嵌入式波长偏移光纤和来自CPTA的新光子传感器的3 mm厚闪烁体瓦片。蓝敏感SiPM的可用性还允许光子传感器与瓷砖的无光纤耦合，这是一种需要修改几何形状以实现高度响应均匀性的技术。我们讨论的结果，从测试台和测试光束测量不同的闪烁体瓷砖的几何形状，以及光子传感器的光纤耦合的前景。
2010-08-14 physics.ins-det
Timing Performance of the CMS High Granularity Calorimeter Prototype
本研究针对CMS HGCAL原型开展定时性能评估，经多步校准后利用20-300GeV正电子束测试，得到单通道60ps、高能全簇射优于20ps的定时分辨率，为其在HL-LHC的应用提供支撑。
2023-12-22 physics.ins-det
On the resolution of dual readout calorimeters
本文提出并验证了一个用于双读出量能器分辨率的简单公式，揭示了双读出校正不仅能补偿结合能损失，还能补偿逃逸能量，帮助理解其优势与局限。
2025-01-29 hep-ex physics.ins-det
Design, Construction and Testing of the Digital Hadron Calorimeter (DHCAL) Electronics
一种新型的强子量能器正在研制中，用于未来的轻子碰撞束探测器。量热计是优化的粒子流算法（PFAs）的应用程序的测量强子喷流和功能非常精细的分段读数与1 × 1平方厘米的细胞。量热计的有源介质是带有数字（即1位）读数的电阻板室（RPC）。一阶的入射粒子在这个量热计的能量被重建为与垫的数量成比例，具有超过给定阈值的信号。一个具有大约500，000个读出通道的大型原型量热计已经建成，并在费米实验室和欧洲核子研究中心的测试束中进行了广泛的测试。本文介绍了该型量热计电子读数系统的设计、结构和调试情况。该系统基于DCAL前端芯片和基于VME的后端。
2016-03-04 physics.ins-det
Two low-power optical data transmission ASICs for the ATLAS Liquid Argon Calorimeter readout upgrade
ATLAS液氩量热计第一阶段升级中，前端光学数据传输需要串行化ASIC和VCSEL驱动ASIC。基准ASIC是串行器LOCx 2和VCSEL驱动器LOCld，采用0.25 μm硅蓝宝石（SoS）CMOS技术设计，功耗分别为843 mW和320 mW。基于130 nm CMOS工艺，我们设计了两个引脚到引脚兼容的备份ASIC，LOCx 2 -130和LOCld-130。它们的功耗比同类产品低得多，而其他性能，如延迟，数据速率和辐射耐受性，满足第一阶段升级的要求。我们提出了LOCx 2 -130和LOCld-130的设计。最后给出了LOCx 2 -130的测试结果。
2020-09-14 physics.ins-det
Commissioning of CMS Forward Hadron Calorimeters with Upgraded Multi-anode PMTs and μTCA Readout
与CMS正向强子量热仪PMT窗口相互作用的带电粒子的高通量为触发和离线数据分析引入了重要的背景。在长周期1期间，所有原始光电倍增管都被多阳极、薄窗口光电倍增管取代。同时，后端电子读出系统升级为μTCA读出。本文介绍了前向强子量热仪和μTCA系统的调试和校准经验。升级是成功的，并提供了质量数据运行2数据分析在13 TeV。
2016-11-16 hep-ex physics.ins-det
Beam Calorimeter Technologies
两种不同的技术被认为是用于ILC探测器的束量热计。对金刚石-钨夹心式量热计和光纤读出的均质重元素晶体量热计的性能进行了模拟研究。对于金刚石-钨选项，对多晶金刚石的稳定性和线性进行了研究。对于重晶体选项，研究了由于波长偏移光纤读出而导致的光产额降低。
2005-07-25 physics.ins-det
Studies of VCSEL Failures in the Optical Readout Systems of the ATLAS Silicon Trackers and Liquid Argon Calorimeters
ATLAS硅跟踪器和液氩量热计的读出系统利用垂直腔面发射激光二极管在开启和关闭检测器读出组件之间进行通信。这些VCSEL器件中的许多在其预期寿命之前就已经失效。我们总结了失败的历史，并提出了迄今为止所学到的失败机制和环境条件下的寿命的依赖。
2011-09-29 hep-ex physics.ins-det
Scintillator Tile Hadron Calorimeter with Novel SiPM Readout
CALICE合作目前正在建造一个测试强子量能器（HCAL）与7620闪烁瓦片读出的新型光电探测器-硅光电倍增器（SiPM）。该原型是第一个大规模使用SiPM的设备。我们提出的HCAL的设计和超过10万SiPM的测量性能的报告。我们讨论了SiPM的效率，增益，串扰和噪声率依赖于偏置电压和温度，包括在这些参数的蔓延。我们分析了SiPM被拒绝的原因，并给出了长期稳定性研究的结果。介绍了SiPM抗辐射硬度的首次测量结果。我们比较了SiPM的性能与类似设备，MRS APD和MPPC的性能。研究了在不使用WLS光纤的情况下，使磁瓦变薄并读出磁瓦的可能性。
2007-04-26 physics.ins-det
Proton and Neutron Irradiation Tests of Readout Electronics of the ATLAS Hadronic Endcap Calorimeter
ATLAS强子端盖量热计的读出电子设备必须承受未来高亮度LHC（HL-LHC）的辐射环境，其辐射环境比设计值大10倍。GaAs ASIC是读出电子学的核心，它已经暴露在中子和质子辐射下，其通量高达HL-LHC运行十年的总预期通量的十倍。中子测试在捷克共和国Rez的NPI进行，其中36 MeV的质子束被引导到厚的重水靶上以产生中子。质子辐照是在瑞士维利根的PSI质子辐照设施的PROSCAN区域用200 MeV质子进行的。在这两个测试中的S参数的原位测量允许评估频率相关的性能参数-如增益和输入阻抗-作为注量的函数。ASIC响应的线性度已被直接测量在中子试验中，具有变化幅度的三角形输入脉冲。给出了在HL-LHC条件下的性能测量结果和预期的性能退化。
2012-11-16 physics.ins-det
Design and Performance of a Silicon Tungsten Calorimeter Prototype Module and the Associated Readout
我们描述的硅钨原型电磁量能器模块和相关的读出电子的细节。该原型的探测器性能已在2015/16年CERN PS和SPS加速器设施的测试束实验中测量。将计算结果与Monte Carlo Geant 4模拟结果进行了比较。这是针对快速、低功耗、高粒度应用而设计的定制ASIC性能的首次真实演示。
2020-12-09 physics.ins-det
Hadron calorimeter with MAPD readout in the NA61/SHINE experiment
本文介绍了CERN SPS的NA 61/SHINE实验用微像素雪崩光电二极管读出的模块化强子量能器。该热量计由44个独立的铅闪烁体夹层结构模块组成。来自闪烁体瓦片的光由嵌入在闪烁体凹槽中的WLS光纤捕获并传输。该结构提供了10个切片的模块的纵向分割，具有独立的MAPD读数。像素密度为$~10^{4}$ /mm $^2$的MAPD确保了量热计响应在宽动态范围内的良好线性。量热计原型的性能在梁测试的报告。
2012-05-28 hep-ex physics.ins-det
Simulation results of a New type of sandwich calorimeter, Double readout Sandwich Calorimeter (DSC) performance
本研究提出一种采用闪烁玻璃与铅玻璃夹心结构的新型双读出夹心量能器(DSC)，通过精细分段实现与粒子流算法(PFA)兼容的三维全吸收量能器，模拟显示其具备优异的线性与约 $9\\%/\sqrt{E(\textrm{GeV})}$ 的能量分辨率。
2023-07-01 hep-ex physics.ins-det
Status of ASIC readout for electromagnetic calorimeter
高能粒子物理学的下一代实验将是TeV级电子和正电子的国际直线对撞机。该实验的目的是寻找希格斯粒子并测量其性质。物理计划要求探测器具有高性能。其中一个中心探测器是电磁量能器，用来测量高能光子的能量和位置。细粒度和紧凑性带来了使用Si-W取样探测器。由于高粒度，电磁量热计将包括$10^8$读出单元的数量级。最新研制的36通道ASIC原型芯片将用于硅钨ECAL的读出。性能研究将讨论与ECAL原型开发的ASIC读出，使用脉冲发生器。
2012-10-18 hep-ex physics.ins-det
Test of streaming and triggered readout schemes for the TPEX Lead Tungstate Calorimeter
在DESY II测试束流设施上对钨酸铅量热器原型进行测试，比较流式与触发读出方案，为双光子交换实验和未来电子-离子对撞机探测器提供经验。
2023-06-26 nucl-ex physics.ins-det
Design, Construction and Commissioning of the Digital Hadron Calorimeter - DHCAL
一种新型的强子量能器正在研制中，用于未来的轻子碰撞束探测器。量热计是优化的粒子流算法（PFAs）的应用程序的测量强子喷流和功能非常精细的分段读数与1 × 1平方厘米的细胞。量热计的有源介质是带有数字（即1位）读数的电阻板室（RPC）。一阶的入射粒子在这个量热计的能量被重建为与垫的数量成比例，具有超过给定阈值的信号。一个具有大约500，000个读出通道的大型原型量热计已经建成，并在费米实验室和欧洲核子研究中心的测试束中进行了广泛的测试。本文报告的设计，建造和调试的原型量热计。
2016-03-04 physics.ins-det
Development of ATLAS Liquid Argon Calorimeter Front-end Electronics for the HL-LHC
大型强子对撞机的高光度阶段将提供比原始探测器设计中假设的高5-7倍的光度。改进的触发系统需要升级ATLAS液氩量热计的读出电子设备。本文介绍了在40-80 MHz和16位动态范围内读出182，500个量热计单元的概念以及耐辐射、低噪声、低功耗和高带宽前端电子元件的发展，包括前置放大器和整形器、14位ADC和10 Gb/s激光二极管阵列驱动器。
2020-09-14 physics.ins-det
A radiation-hard dual-channel 12-bit 40 MS/s ADC prototype for the ATLAS liquid argon calorimeter readout electronics upgrade at the CERN LHC
欧洲核子研究中心大型强子对撞机ATLAS液氩量热计的读出电子升级需要抗辐射ADC。介绍了一种抗辐射双通道12位40 MS/s流水线ADC的设计。该设计包括两个流水线A/D通道，每个通道有四个乘法数模转换器，后面是8位逐次逼近寄存器模数转换器。该定制设计采用商用130 nm CMOS工艺制造，在10 MHz下，单通道40 MS/s时的SNDR性能为67.9 dB，延迟为87.5 ns（到第一位读出），而总功耗为50 mW/通道。该芯片使用两种电源电压：1.2和2.5 V。测量并确定辐照期间对单粒子效应的灵敏度，以满足系统要求。
2017-06-05 physics.ins-det
Charge Collection and Electrical Characterization of Neutron Irradiated Silicon Pad Detectors for the CMS High Granularity Calorimeter
计划于2027年为高亮度LHC（HL-LHC）更换紧凑型μ子螺线管（CMS）探测器中现有的端盖量热计，将是一个高粒度量热计。它将提供详细的位置，能量和时间信息的电磁和强子簇射在巨大的堆积的HL-LHC。高粒度量热计（HGCAL）将使用120-、200-和300- $μ\textrm{m}$厚的硅（Si）垫传感器作为主要活性材料，并将维持高达约$10^{16}~\textrm{n}_\textrm{eq}\textrm{cm}^{-2}$的1-MeV中子当量注量。为了解决由强辐射环境引起的Si探测器的性能退化，在两个反应器中对来自8英寸和6英寸晶片的测试二极管样品进行辐照活动。辐照后的电气和电荷收集特性的表征涉及两个散装极性的三个传感器厚度。由于硅传感器将在-30 $^\circ$ C下操作以减少随着注量增加的体漏电流，因此用红外TCT装置在-30 $^\circ$ C下进行30个辐照样品的电荷收集研究。TCAD模拟结果在较低的注量与实验结果是密切一致的，并提供预测的传感器性能的较低的注量区域的实验研究未覆盖。所有研究的传感器显示60 $\%$或更高的电荷收集效率在其各自的最高寿命能量密度时，在800 V下操作，并显示以上90 $\%$在最低能量密度，在600 V。收集的电荷接近的$10^{16}~\textrm{n}_\textrm{eq}\textrm{cm}^{-2}$的能量密…
2020-08-04 physics.ins-det
Hadron detection with a dual-readout fiber calorimeter
在本文中，我们描述了一个基于光纤的双读出量热计的π介子，质子和多粒子“射流”的能量范围从10到180 GeV的响应函数的测量。热量计使用铅作为吸收材料，总质量为1350 kg。它还配备了总质量为500 kg的防泄漏塑料计数器。这些泄漏计数器上的量热计性能的影响进行了研究。在单独的部分中，我们研究并比较了测量量热计能量分辨率的不同方法。仅使用量热计提供的信号，我们证明了我们的双读出量热计，用电子校准，能够重建质子和π介子束粒子的能量在所有能量的百分之几。这些粒子的信号分布的分数宽度（sigma/E）与射束能量成比例为30%/sqrt（E），而没有任何附加的贡献项。
2017-03-27 hep-ex physics.ins-det
Study on FPGA SEU Mitigation for Readout Electronics of DAMPE BGO Calorimeter
BGO量热计是暗物质粒子探测器（DAMPE）的关键子探测器，它能提供宽测量范围的初级宇宙线谱。量热计的读出电路由16片Actel ProASIC Plus基于FLASH的FPGA组成，其中的设计级触发器和嵌入式块RAM在恶劣的空间环境下具有单粒子翻转（SEU）敏感性。为了满足辐射硬度保证（RHA）的要求，本文分析了部分三模冗余（TMR）、CRC校验和、多域复位等SEU抑制方法，并通过重离子束实验进行了验证。在读出电路中，采用多级冗余的FPGA设计，实现了具有SEU容限和低资源消耗特性的读出电路。
2014-06-16 hep-ex physics.ins-det
Particle Flow with a Hybrid Segmented Crystal and Fiber Dual-Readout Calorimeter
在未来的e $^+$ e $^-$对撞机上重建物理事件时，量热计的设计对整个探测器的性能起着至关重要的作用。具有许多处于其最终状态的喷流的事件的重建对喷流能量和角分辨率提出了严格的要求。对于能量约为4 - 5GeV的喷流，为了有效地分离W和Z玻色子不变质量，能量分辨率要求在4- 5%水平。我们在本文中演示了如何利用粒子流算法定制的混合双读出量热计分段晶体和纤维，可以实现这样的性能。这种量热计对光子和中性强子（分别为$3\%/\sqrt{E}$和$26\%/\sqrt{E}$）的优异能量分辨率和线性度是均匀晶体和双读出技术选择所固有的，为粒子识别和喷注重建的新方法的发展提供了强有力的处理。虽然本文提出的双读出粒子流算法（DR-PFA）是在其早期的发展阶段，它已经证明了一个混合的双读出量热计的喷注重建的潜力，通过提高喷注能量分辨率相对于一个量热计只有重建从6.0%到约4.5%的45 GeV的射流。
2022-04-29 hep-ex physics.ins-det
Studies of granularity of a hadronic calorimeter for tens-of-TeV jets at a 100 TeV $pp$ collider
射流子结构变量的强子射流的横向动量范围从2.5 TeV到20 TeV的研究使用几种设计的量能器单元的空间尺寸。这些研究使用了热量计响应的完整Geant 4模拟，并结合了热量计簇的真实重建。在大多数情况下，结果表明，射流子结构重建的性能提高与减少单元尺寸的强子量热计从$Δη\times Δϕ= 0.087\times0.087$，这是类似于大型强子对撞机实验的量热计的单元尺寸，由四个因素，$0.022\times0.022$。
2019-04-24 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Status and Plans for the CMS High Granularity Calorimeter Upgrade Project
CMS合作正在准备为HL-LHC时代建造替换端盖量热计。顾名思义，新型高粒度量热计（HGCAL）是一种高粒度采样量热计，具有约600万个硅传感器通道（约1000个通道）。1.1cm 2或0.5cm 2单元）和用片上硅光电倍增器读出的闪烁体片的约25万个通道。量热计被设计用于在HL-LHC的恶劣辐射环境中工作，其中每个束团交叉的平均相互作用次数预计超过140。除了测量能量和能量沉积物的位置外，电子设备还被设计用于测量它们到达的时间，精度约为50 ps。本文总结了HGCAL背后的推理和想法，描述了该项目的现状，并强调了未来的一些挑战。
2021-11-24 hep-ex physics.app-ph physics.ins-det
Construction and beam-tests of silicon-tungsten prototype modules for the CMS High Granularity Calorimeter for HL-LHC
作为其HL-LHC升级计划的一部分，CMS正在开发一种高粒度量热计（HGCAL），以取代现有的端盖量热计。HGCAL将被实现为一个采样量热计，包括一个电磁隔室，该电磁隔室包括28层硅垫探测器，垫面积为0.5 - 1.0平方厘米，其间散布着吸收剂。原型模块，基于6英寸的六边形硅垫传感器与128个通道，已建成，并包括许多所需的功能，这一具有挑战性的探测器。2016年，FNAL和CERN使用Skiroc 2前端芯片（为ILC的CALICE实验设计）对这些模块制成的采样配置进行了光束测试。2017年，该装置被扩展为CALICE AHCAL原型，这是一种基于scinitillator的采样量热计，并在CERN的专用光束测试中进行了进一步测试。在那里，新的Skiroc 2-CMS前端ASIC首次被使用。我们重点介绍了2016年研究的最终结果，包括位置分辨率和精确定时测量。此外，还讨论了2017年的扩展设置，并显示了电子和π介子束流测试的第一个结果。
2017-12-20 hep-ex physics.ins-det
A compact light readout system for longitudinally segmented shashlik calorimeters
Shashlik量热计的纵向分段受到光收集和读出系统引入的死区和非均匀性的挑战。这种限制可以通过直接光纤-光电传感器耦合来克服，避免波长移位器光纤的布线和捆绑，并在热量计的主体中嵌入超紧凑型光电传感器（SiPM）。我们提出了2015年在CERN PS-T9光束线上进行的这种读出方案的第一次实验测试，其中负粒子的能量范围为1-5~GeV。在本文中，我们证明了该计划不妥协的能量分辨率和线性度相比，标准的光收集和读出系统。此外，我们还研究了量热计对部分带电强子的性能，以评估$e/π$的分离能力以及光传感器对直接电离的响应。
2016-05-31 hep-ex physics.ins-det
Leveraging Staggered Tessellation for Enhanced Spatial Resolution in High-Granularity Calorimeters
本文提出基于六边形单元的多重交错量能器设计及HEXPLIT子单元重加权算法，使中子在宽能量范围内的位置分辨率相比未交错设计提升约两倍，有望增强未来设施的粒子流性能。
2023-08-29 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
The Time Structure of Hadronic Showers in Imaging Calorimeters with Scintillator and RPC Readout
强子簇射的内在时间结构进行了研究，以评估其对未来对撞机实验的计时能力和所需的集成时间的高颗粒强子量能器的影响。实验已经进行了15个探测器单元的系统，使用闪烁体瓷砖与SiPM读出和RPC，读出与快速数字化仪和深缓冲区。在CERN SPS的测试束期间，这些被安装在CALICE闪烁体-钨和RPC -钨量热计以及CALICE半数字RPC -钢量热计后面。我们将讨论这些系统的技术方面，并介绍在钢和钨量热计中测量强子簇射时间结构的结果。并与GEANT 4模拟结果进行了比较，为验证和改进物理模型提供了重要信息。此外，所观察到的时间结构与闪烁体和RPC活性元素的比较，这提供了洞察力的差异，在某些方面的强子簇射取决于读出技术的敏感性。
2013-08-29 hep-ex physics.ins-det
Shower centre determination in a high granularity digital sampling calorimeter
光子或电子碰撞位置的精确测量是从π0和η介子衰变中重建双光子事件或从夸克偶子衰变中重建双电子通道起源的前提。为了便于这样的测量，使用单片有源像素传感器（MAPS）的电磁量热计原型的建立和测试。30 $\times$ 30 m $^2$粒度，加上专为粒子计数数字量热计开发的优化重心幂律权重法，使得电磁簇射的撞击位置的精确重建变得简单。利用GEANT软件的仿真结果和DESY和CERN SPS的实验数据对该方法进行了参数优化和性能验证。在宽的能量范围内，电子或光子碰撞位置的重建精度可以优于30 $μ$ m。
2018-08-22 hep-ex physics.ins-det
Prototype electronics for the silicon pad layers of the future Forward Calorimeter (FoCal) of the ALICE experiment at the LHC
本文介绍ALICE未来FoCal电磁量能器硅垫层的原型读出电子学，覆盖前端到后端，并提出全探测器读出系统设计方案。
2023-04-24 physics.ins-det
CLUE: A Fast Parallel Clustering Algorithm for High Granularity Calorimeters in High Energy Physics
高粒度量热计的挑战之一，例如要构建以覆盖HL-LHC CMS Phase-2升级中的端盖区域的量热计，是当在重建阶段中聚集许多数字化能量沉积（命中）时，大量通道导致计算负载激增。在这篇文章中，我们提出了一个快速和完全并行化的基于密度的聚类算法，优化高占用率的情况下，集群的数量远远大于平均命中数在一个集群。该算法使用网格空间索引快速查询的邻居和它的时间尺度线性的范围内考虑的命中数。我们还展示了CPU和GPU实现的性能比较，展示了在即将到来的高能物理异构计算时代的算法并行化的力量。
2020-01-27 hep-ex physics.ins-det
Hadronic Energy Resolution of a Combined High Granularity Scintillator Calorimeter System
本文介绍了结合CALICE闪烁体电磁量能器，Anneal强子量能器和尾捕集器和μ子跟踪器，三个高粒度闪烁体-SiPM量能器原型得到的结果。分析了系统对动量在4GeV/c和32 GeV/c之间的π介子的响应，包括能量响应、分辨率和纵向簇射剖面。将基于根据命中能量加权的软件补偿技术的结果与标准线性能量重建的结果进行比较。将结果与GEANT 4物理列表QGSP_BERT_HP和FTFP_BERT_HP的预测进行比较。
2018-09-12 physics.ins-det
Performance and Quality Control of a Radiation-Hard 12-bit 40 MSPS ADC for the ATLAS Liquid Argon Calorimeter Trigger Readout Electronics Phase-I Upgrade at the LHC
为欧洲核子研究中心（CERN）大型强子对撞机ATLAS液氩量能器的触发读出电路第一阶段升级设计了一个抗辐射的四通道12位40 MSPS流水线模数转换器（ADC）。定制设计的最终版本，在商业130 nm CMOS工艺制造，提出并发现，以满足系统的模拟性能和辐射耐受性的要求。描述了17200 ADC的质量控制程序，并给出了结果。
2020-03-06 hep-ex physics.ins-det
The CMS High-Granularity Calorimeter for Operation at the High-Luminosity LHC
高亮度LHC（HL-LHC）将集成比LHC高10倍的亮度，对探测器的辐射耐受性和事件堆积提出了重大挑战，特别是对于前向量热法，并标志着未来对撞机的问题。作为其HL-LHC升级计划的一部分，CMS合作正在设计一种高粒度量热计，以取代现有的端盖量热计。它具有前所未有的横向和纵向分割电磁（ECAL）和强子（HCAL）隔间。这将促进粒子流量热法，其中可以测量簇射的精细结构并用于增强堆积排斥和粒子识别，同时仍然实现良好的能量分辨率。ECAL和大部分HCAL将基于0.5至1 cm $^2$单元尺寸的六边形硅传感器，其余HCAL基于具有SiPM读出的高度分段的放大器。硅传感器固有的高精度计时能力将为事件重建增加额外的维度，特别是在堆积拒绝方面。HGCAL项目的概述，包括动机，工程设计，读出和触发的概念，和预期的性能。
2018-02-16 hep-ex physics.ins-det
Superconductor-ferromagnet tunnel junction thermoelectric bolometer and calorimeter with a SQUID readout
超导铁磁热电探测器（SFTED）是一种基于超导铁磁隧道结巨热电效应的新型超灵敏辐射探测器。这种类型的检测器可以在不需要额外的偏置线的情况下操作，并且被预测为提供与过渡边缘传感器和动态电感检测器相媲美的性能。在这里，我们报告我们的数值研究的SFTED噪声等效功率，能量分辨率和时间常数，以及在测辐射热和量热制度的SQUID读出的可行性，其目标是提供实用的设计参数的检测器的制造和读出电路的实施。
2020-02-17 physics.app-ph physics.ins-det
Functional Verification for Endcap Concentrator ASICs in the High-Granularity Calorimeter Upgrade of CMS
CERN（欧洲核子研究中心）；University of Split（斯普利特大学）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；Baylor University（贝勒大学）
本文基于UVM方法学对CMS高粒度calorimeter升级中端cap集中器ASICs进行功能验证，重点在于利用现有组件管理验证环境复杂性。
2026-01-23 hep-ex physics.ins-det
Front-end Electronics for the CALICE/EUDET Calorimeters
CALICE合作涉及高粒度紧凑型热量计的设计。技术发展必须克服各种设计问题，如功耗、探测器内部前端电子设备的集成以及部件之间的连接。使用通用工具和设计来实现这些设备需要大量的协作工作。
2009-01-30 physics.ins-det
Performance of Glass Resistive Plate Chambers for a high granularity semi-digital calorimeter
提出了一种新的用于未来国际直线对撞机（ILC）实验的高颗粒度强子量能器的设计方案。它具有2位阈值半数字读出。几个GRPC原型与他们的电子已经成功地建立和π介子束测试。这些检测器的设计，以及效率，垫的多样性，稳定性和再现性的测试结果。
2010-12-30 hep-ex physics.ins-det
Development of Readout Interconnections for the Si-W Calorimeter of SiD
SiD合作正在开发一种Si-W采样电磁量能器，预计将用于国际直线对撞机。组装这种探测器的模块将涉及用于互连的特殊键合技术，特别是用于将硅探测器晶片连接到柔性电缆读出总线。我们回顾了所涉及的互连技术，包括氧化去除工艺，焊盘表面处理，焊球选择和放置，以及键合质量保证。我们的研究结果表明，焊球键合是一种很有前途的技术，硅钨ECAL，和未解决的问题正在解决。
2011-11-21 hep-ex physics.ins-det
An automated QC Station for the Calibration of the Mu2e Calorimeter Readout Units
Mu2e热量计将采用读出单元，每个读出单元由两个硅光电倍增器阵列和两个前端电子电路板组成。为了校准它们，我们设计、组装并投入运行了一个自动化质量控制（QC）站。增益，收集的电荷和光子探测效率进行评估，为每个单元。本文从硬件和软件两个方面介绍了QC站，并总结了对ROU进行的测试和首次测量结果。
2022-09-26 hep-ex physics.ins-det
Study of silicon photomultipliers for the readout of a lead/scintillating-fiber calorimeter
针对DUNE近探测器拟复用的KLOE铅/闪烁光纤量能器，本研究通过宇宙射线和环境放射性信号对比SiPM与原有PMT的效率、稳定性及时间分辨率，评估以SiPM替换PMT的可行性。
2024-06-18 hep-ex physics.ins-det
Performance measurements of the electromagnetic calorimeter and readout electronics system for the DarkQuest experiment
本文测量了基于硅光电倍增管的电磁量能器读出系统性能，验证其适用于费米实验室120 GeV质子束线上的DarkQuest暗区搜寻实验。
2025-07-10 hep-ex physics.ins-det
FATALIC: A novel CMOS front-end readout ASIC for the ATLAS Tile Calorimeter
本文介绍了一种新的ASIC架构，在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机的高亮度阶段的ATLAS瓦热量计升级计划的背景下设计的。该架构基于耐辐射的130 nm互补金属氧化物半导体技术，嵌入了探测器信号的模拟和数字处理。ASIC的详细描述给出的动机，设计特点和模拟和测量性能。实验研究，在真实粒子束条件下的24个原型单位的基础上，为了证明作为一个可靠的前端读出电子解决方案的架构的潜力。
2018-12-11 hep-ex physics.ins-det
ATLAS Tile calorimeter calibration and monitoring systems
ATLAS Tile Calorimeter（TileCal）是大型强子对撞机ATLAS实验中强子量热计的中心部分。该取样量热计以钢板为吸收体，隔热瓦为活性介质。由带电粒子通过产生的光通过波长转换光纤传输到位于量热计外部的光电倍增管（PMT）。读出被分割成大约5000个单元，每个单元由两个并行PMT读出。为了在数据采集期间校准和监测完整读出链的稳定性和性能，使用了一组校准子系统。TileCal校准系统包括铯放射源、激光器、电荷注入元件和基于积分器的读出系统。来自所有系统的组合信息允许在信号演变的每个阶段（从闪烁光到数字化）监测和均衡量热计响应。从数据质量角度监测校准运行，并用作物理运行的交叉检查。物理运行中的数据质量受到广泛和持续的监控。任何问题都会被报告并立即调查。数据质量效率在2012年为99.6%，2015年为100%，2016年为98.9%，2017年为99.4%。基于LHC Run-I的经验，所有的校准系统都为Run-II进行了改进。讨论了TileCal在LHC Run-II（2015-2017）期间的性能，包括校准，稳定性，绝对能量标度，均匀性和时间分辨率。结果表明，TileCal的性能满足设计要求，对重建物体和物理结果有重要贡献。
2018-06-24 physics.ins-det
