Dynamic-quenching of a single-photon avalanche photodetector using an adaptive resistive switch
猝灭单光子雪崩二极管最常用的方法之一是使用与之串联的无源电阻,这种方法的缺点是单光子雪崩二极管的恢复速度有限。需要高电阻来抑制雪崩,导致单光子雪崩二极管耗尽电容器的充电较慢。我们解决这个问题,取代一个固定的淬火电阻与偏置相关的自适应电阻开关。金属导电的可逆产生使得能够在单极偏压下在低电阻状态和高电阻状态之间切换。作为一个例子,使用Pt/Al 2 O3/Ag电阻与商业硅单光子雪崩二极管,我们证明雪崩脉冲宽度小至约30 ns,比被动淬火方法小10倍,从而显着改善单光子雪崩二极管的频率响应。实验结果与自适应电阻在单光子雪崩二极管放电和充电过程中动态改变其电阻的模型一致。
2022-04-01 physics.ins-det
On a new environment-friendly gas mixture for Resistive Plate Chambers
本文研究了以二氧化碳和氢氟烯烃为主要成分的新型环保工作气体对反应器性能的影响。测试是在2 mm间隙RPC上进行的,并涉及检测效率、雪崩到流光跃迁概率、瞬发和离子电荷的测量。还测量了新气体的定时特性。
2021-12-13 physics.ins-det
Numerical study of space charge electric field inside Resistive Plate Chamber
电阻板室(RPC)是高能物理实验中最先进的粒子探测技术之一。RPC的基本操作机制涉及由于带电粒子的通过而导致的气体电离,随后是电子输运、雪崩以及由于电子和离子的移动而导致的在读出条上的随后的电磁感应。特别是在流光操作模式期间,由于大量电子和离子的存在,施加到RPC的电场可以得到显著修改。在这项研究中,我们已经工作的主导问题有关的电场的估计,由于空间电荷所产生的电子,离子内的RPC的存在。为此,我们考虑了两种方法:把空间电荷云表示为(a)环电荷的集合,和(b)线电荷的集合。从这些不同的方法的结果进行了比较,在文献中的结果。
2020-06-04 physics.ins-det
Ionization quenching factors and W-values of low-energy H$_2^+$ and He$^+$ ions in Ar gas at low pressure measured with a bulk resistive MICROMEGAS
本研究测量了低气压Ar/CO2中低能H2+和He+离子的电离猝灭因子及W值,发现与SRIM模拟存在偏差,为MPGD离子能量重建和空间探测提供关键数据。
2025-10-24 physics.ins-det
Development of Multi-gap Resistive Plate Chamber (MRPC) for medical imaging
低成本和高分辨率的多间隙电阻板室(MRPC)为基于飞行时间(TOF)的正电子发射断层成像(Positron Emission Tomography,正电子发射断层成像)系统的灵敏度在很大程度上取决于探测器的时间分辨率,为寻找有效的替代探测器开辟了新的可能性。在分层结构中,可以使用合适的转换器来增加光子检测效率。本文讨论了四间隙流注式酚醛树脂基MRPC和六间隙雪崩式玻璃基MRPC的宇宙线实验结果。
2014-08-01 physics.ins-det physics.med-ph
Measurement of electrical properties of electrode materials for the bakelite Resistive Plate Chambers
单间隙(气隙2毫米)电木电阻板室(RPC)模块的各种尺寸从10厘米\times 10厘米到1米\times 1米已制造,其特征在于和优化的效率和时间分辨率。不同等级的硅化合物的薄层被施加到内电极表面,以使它们光滑,并且还降低表面电阻率。在硅涂层RPC中,对于流光和雪崩工作模式,效率> 90%,时间分辨率\sim 2 ns(FWHM)。在制作探测器之前,对电极材料的体电阻率和表面电阻率等电学性质进行了仔细的测量。利用自行研制的高阻表面I-V曲线监测仪,评价了不同有机硅涂层对表面电阻率的影响。结果表明,探测器对大气μ子的探测效率和RPC噪声率与表面电阻率及其随外加偏压的变化有一定的相关性。还发现,不同等级的硅树脂材料作为涂层的表面电阻率不同,并且发现结果与使用这些RPC进行的检测器效率和噪声率测量一致。
2012-06-26 physics.ins-det
Fabrication and Characterisation of Oil-Free Large High Pressure Laminate Resistive Plate Chamber
VECC-Kolkata使用当地可用的P-302 OLTC级HPL开发了大型(240 cm $\times$ 120 cm $\times$ 0.2 cm)无油高压层压板(HPL),通常称为“酚醛树脂”,电阻板室(RPC)。该室已在流光模式下使用氩气、氟利昂(R134 a)和异丁烷(体积比为34:57:9)进行操作。电极和胶样品的特征在于通过测量它们的电参数,如体电阻率和表面电阻率。通过测量探测宇宙μ子的效率、均匀性和稳定性,研究了该室的性能。在灭菌室的中心位置进行了定时测量。该腔室在9000 V下的测量点处显示出效率$>$ 95 $\%$和时间分辨率($σ$),$\sim$ 0.83 ns。详细的材料表征,制造过程和性能研究进行了讨论。
2016-04-22 hep-ex physics.ins-det
Preliminary results of Resistive Plate Chambers operated with eco-friendly gas mixtures for application in the CMS experiment
LHC实验中的电阻板室的操作需要氟基(F基)气体以获得最佳性能。最近的欧洲法规要求限制或禁止使用对环境不友好的含氟气体。鉴于CMS实验的升级,目前正在进行几项测试,以测量探测器与这些新的生态气体混合物在效率、流光概率、感应电荷和时间分辨率方面的性能。具有读出垫和标准CMS电子设置的原型室正在测试中。在本文中,与一个潜在的生态友好的气体候选人1,3,3,3-四氟丙烯,商业上称为HFO-1234 ze,与CO2和CF 3 I为基础的气体混合物的RPC的性能的初步结果,并讨论了可能的应用在CMS实验。
2016-05-26 hep-ex physics.ins-det
Gas Electron Multiplier detectors with high reliability and stability
提出并测试了金属丝电极和金属电极之间填充气体的气体电子倍增管探测器。这些气体电子倍增器的主要优势相比,标准的,包括其增加的稳定性和可靠性。测试的实验结果,这种探测器的电极之间的间隙为1和3毫米的报告。结果表明,气体电子倍增器的最佳填充气体为氖,并加入少量猝灭气体(如~ 100 ppm的(N2+H2O))。在GEM电极之间的小电势差下,在比例区域中不存在流光放电的情况下,与其它气体相比,这种填充提供了最大的比例倍增系数。本文还介绍了用Ne、Ar、Ar+ CH_4和Ar+1%Ar作阴极和连续阳极的多通道气体电子倍增器的工作情况。根据实验观测,对流光的形成机理作了解释。
2010-12-21 physics.ins-det
Numerical Qualification of Eco-Friendly Gas Mixtures for Avalanche-Mode Operation of Resistive Plate Chambers in INO-ICAL
一个生态友好的替代气体混合物的雪崩模式操作的电阻板室的数值资格是这项工作的灵魂。为了识别气体混合物,作者在其他地方开发的数值模型已首先建立了模拟的数字的优点(效率和流光概率)与实验数据的气体混合物中使用的INO-ICAL。然后,它已被用来模拟基于氩气,二氧化碳和氮气的气体混合物的相同属性,通过研究其不同的属性,确定为潜在的替代品。通过将模拟结果与INO-ICAL中使用的标准气体混合物以及其他基于生态友好型氢氟碳化合物(HFO 1234 ze)的潜在替代物的实验数据进行比较,研究了这种生态友好型气体混合物的功效。为了提高所提出的气体混合物的功效,进行了传统方法(添加少量SF $_6$)和替代方法(探索高端电子产品的选择)的研究。
2021-05-03 hep-ex physics.ins-det
Stability studies of sealed Resistive Plate Chambers
针对含氟气体淘汰问题,本文研制由四块不同气隙密封 RPC 构成的大气 μ 子径迹望远镜,验证其可稳定运行逾五个月且性能接近连续气流 RPC。
2024-02-28 physics.ins-det
Response of Multi-strip Multi-gap Resistive Plate Chamber
在加尔各答的SINP研制了一个有效面积为40 cm $\times$ 20 cm的多带多间隙电阻板室(MMRPC)的原型。详细的响应开发的检测器进行了研究与ELBE在Helmholtz-Zentrum德累斯顿-Rossendorf的脉冲电子束。本文详细介绍了SINP研制的MMRPC在不同控制参数下的响应。在摆动校正后,探测器的时间分辨率($σ_t$)为91.5 $ \pm $ 3 ps。沿($σ_x$)和横跨($σ_y$)条带测量的位置分辨率分别为2.8、$\pm$、0.6 cm和0.58 cm。测得的探测器对最小电离类粒子电子的绝对效率为95.8 $\pm$ ± 1.3 $\%$。通过将事件限制到单个条带,可以实现检测器的更好的定时分辨率。探测器的响应主要是雪崩模式,但也观察到少数百分比的流光模式响应。研究了这两种模式的响应与触发率的关系
2016-01-15 nucl-ex physics.ins-det
Development of linseed oil-free bakelite resistive plate chambers
在本文中,我们想提出的电阻板室(RPC)的一个特定等级的电木纸层压板(P-120,NEMA LI-1989等级XXX),生产和商业上可在印度的一些特点。这种特殊等级用于潮湿条件下的高压绝缘。在流光模式下使用氩气、四氟乙烷和异丁烷以34:59:7的混合比用宇宙射线对腔室进行测试。在第一组用这种等级制造的探测器中,发现在酚醛树脂的内表面上的硅树脂流体的薄涂层对于探测器的操作是必要的。发现这些有机硅涂覆的RPC具有令人满意的性能,如前所述,连续长时间的稳定效率>90%。本文将介绍这些有机硅涂层RPC的串扰测量结果。最近,发现用相同等级的酚醛树脂制成的RPC具有更好的表面光洁度,即使内部没有任何涂层也具有相同的性能。这类RPC的初步结果也被提出。
2009-07-17 hep-ex physics.ins-det
Front-end electronics for ALICE dimuon trigger RPCs
一个专用的前端电子已经开发的触发室的ALICE μ子光谱仪,将在未来的大型强子对撞机在欧洲核子研究中心。这些触发室是基于RPC(电阻板室)工作在流光模式。电子通道的数量(约21000)和RPC脉冲信号具有特定特性的事实,导致使用新的鉴别技术设计8通道前端ASIC。介绍了ASIC的工作原理,讨论了其抗辐射性能。特别强调了约4000个芯片的生产特性。
2005-01-07 hep-ph physics.ins-det
Study of environment friendly gas mixtures for the Resistive Plate Chambers of the ATLAS phase-2 upgrade
本文针对ATLAS升级中RPC探测器标准混合气体GWP高且面临禁用的问题,研究了用C3H2F4/CO2替代C2H2F4及在标准气体中添加CO2两种环保方案,并详细评估了不同辐照背景下的效率、时间分辨率和电流。
2025-03-07 hep-ex physics.ins-det
Development of Fe$_2$O$_3$/YSZ ceramic plates for cryogenic operation of resistive-protected gaseous detectors
本文研制了Fe$_2$O$_3$/YSZ陶瓷板,通过调节Fe$_2$O$_3$浓度实现从室温到77 K的电阻率调控,用于气体探测器火花猝灭,并在液氙和液氩沸点下验证了无火花运行。
2023-10-28 physics.ins-det
The analog Resistive Plate Chamber detector of the ARGO-YBJ experiment
ARGO-YBJ实验从2007年11月到2013年2月一直在羊八井宇宙线天文台(海拔4300米)获得稳定的数据。探测器由单层电阻板室(RPC)(约6700 m^2)组成,以流光模式运行。通过面向气体体积一侧的条带获得信号拾取。信号的数字读出虽然允许簇射阵面重建中的高空间-时间分辨率,但将可测量的能量限制在几百TeV。为了充分研究1-10 PeV区域,通过用两个面向气体体积另一侧的大尺寸电极对每个RPC进行仪表化来实现模拟读出。自2009年12月以来,RPC电荷读数已在整个中央地毯(约5800 m^2)上运行。在这种配置中,探测器能够测量核心位置的粒子密度,其范围从每平方米数十到数千个粒子。因此,ARGO-YBJ提供了空气簇射核心电荷成分的高度详细的图像。在本文中,我们描述了模拟读出的RPC在ARGO-YBJ和讨论系统的性能和EAS测量的物理影响。
2015-04-07 astro-ph.IM physics.ins-det
New Eco-gas mixtures for the Extreme Energy Events MRPCs: results and plans
极端能量事件天文台是一个扩展的μ子望远镜阵列,覆盖纬度和经度均超过10度。它的59 μ子望远镜配备了基于多间隙电阻板室技术的跟踪探测器,时间分辨率为几百皮秒。最近对温室气体的限制要求研究符合相关要求的新气体混合物。四氟丙烯是替代乙烷的候选物之一,因为它的特征是全球变暖功率比迄今为止使用的气体混合物低约300倍。已经测试了几种混合物,测量效率曲线,电荷分布,流光分数和时间分辨率。给出了整套混合物和操作条件的结果,%。CERN-01射电望远镜正在对一台真正的射电望远镜进行一系列测试,其中包括宇宙μ子。测试的重点是确定一种混合物,这种混合物在低速率下具有良好的性能,这是一种典型的射电望远镜。
2019-05-22 physics.ins-det
Characterization of sealed (zero gas flow) RPCs under strong irradiation source
本文研究密封RPC在强辐射源下约一个月的加速老化特性,结果显示效率、平均电荷和流光概率无明显降解,验证其长期用于宇宙线实验的可行性。
2025-02-20 physics.ins-det