Electronics integration for the GE2/1 and ME0 GEM detector systems for the CMS Phase-2 Muon System Upgrade
大型强子对撞机目前正在进行高亮度升级，这将使瞬时亮度增加约五倍。因此，紧凑型μ子螺线管实验正在升级其μ子光谱仪，以应对前向区μ子通量的增加。最近进入批量生产阶段的GE 2/1三重气体电子倍增器探测器和处于后期原型制作阶段的ME 0三重GEM探测器系统正在进行电子集成。这些会议记录简要讨论了GE 2/1和ME 0探测器系统的前端电子设备，电子集成测试过程，以及CMS GEM协作组对这两个探测器系统的前端电子设备的未来计划。
2021-10-30 physics.ins-det
Measurements and TCAD simulation of novel ATLAS planar pixel detector structures for the HL-LHC upgrade
LHC加速器复合体将在2020-2022年之间升级为高亮度LHC，以大大增加各种物理分析的统计数据。为了在这些具有挑战性的新条件下运行，并保持在轨道重建和顶点定位方面的出色性能，ATLAS像素检测器必须进行大幅升级，并预计将进行全面更换。通过在洁净室中对测试结构进行表征以及使用技术计算机辅助设计（TCAD）进行模拟，优化了新型像素设计的处理技术。讨论了一种研究通过像素器件的非垂直轨迹的方法。比较TCAD模拟与二次离子质谱（SIMS）测量，以调查结构的掺杂分布和验证模拟过程。
2015-04-08 physics.ins-det
A fast and efficient SIMD track reconstruction algorithm for the LHCb Upgrade 1 VELO-PIX detector
升级后的CERN LHCb探测器将于2021年开始采集数据，必须使用商用处理器实时重建4 TB/s的原始探测器数据。这是任何科学领域中最大的实时数据处理挑战之一。我们提出了一个内在的并行重建算法的顶点检测器的LHCb实验设计，以最佳地利用多核通用架构。我们将其与以前的最先进的标量模式识别算法进行比较，并显示出显着更快的处理速度，在某些情况下，所有当前的替代品的物理性能增加。我们评估的算法上的两个高端架构，从两个不同的供应商，并详细讨论了不同的SIMD指令集体系结构的扩展对性能的影响。
2019-12-20 physics.ins-det
Subpixel Mapping and Test Beam Studies with a HV2FEI4v2 CMOS-Sensor-Hybrid Module for the ATLAS Inner Detector Upgrade
高亮度大型强子对撞机的升级将对所有实验的跟踪系统提出前所未有的挑战。在CMOS工艺中设计的有源像素检测器的最新进展为使用无源传感器的成熟混合设计提供了有吸引力的替代方案。本文介绍了一个高压CMOS有源像素传感器的ATLAS跟踪器升级设计的研究。传感器被粘在可插入B层的读出芯片上。被测器件的像素比所附读出芯片的像素更小，输出信号中编码有关于命中CMOS像素的信息（子像素编码）。描述了将读出芯片中记录的命中映射到CMOS像素的测试光束测量，从而验证子像素编码。
2017-02-06 physics.ins-det
BDAQ53, a versatile pixel detector readout and test system for the ATLAS and CMS HL-LHC upgrades
BDAQ53是RD53系列混合像素探测器读出芯片的读出系统和验证框架。这些芯片是为ATLAS和CMS实验的内部跟踪探测器升级而设计的。BDAQ 53用于需要多功能性和快速定制的应用中，例如实验室测试环境，测试光束活动和质量控制测量的永久设置。它由定制和商业硬件、基于Python的软件框架和FPGA固件组成。BDAQ 53是作为开源软件开发的，软件和固件都托管在公共存储库中。
2020-10-05 physics.ins-det
ATLAS IBL Pixel Upgrade
ATLAS探测器的升级将经历向超级LHC升级的不同阶段。像素探测器的第一次升级将包括建造一个新的像素层，该层将在LHC机器第一次关闭期间安装（LHC第一阶段升级）。新的探测器称为可插入B层（IBL），将插入现有的像素探测器和半径为3.3 cm的新（较小半径）射束管之间。IBL将需要开发几种新技术，以应对辐射或像素占用的增加，并通过减少像素尺寸和材料预算来提高物理性能。三种不同的有前途的传感器技术（平面硅，三维硅和金刚石）目前正在研究的像素检测器。本文介绍了该项目的概况，特别强调了像素模块。
2011-04-11 physics.ins-det
Development of 3D-DDTC pixel detectors for the ATLAS upgrade
我们报告的n-对-p，三维双面双列（3D-DDTC）像素探测器的发展FBK-irst（特伦托，意大利）制造和面向ATLAS升级。所考虑的制造技术比具有主动边缘的全3D探测器所需的制造技术更简单，但是探测器效率和辐射硬度关键地取决于柱状电极重叠，并且应该仔细评估。这些传感器（每像素2、3或4列）与ATLAS FEI 3读出芯片的第一批组件已在实验室中进行了测试。选择的结果与放射源的电气和功能特性进行了讨论。
2009-10-19 physics.ins-det
Performances of two resistive MicroMegas prototypes for the Time Projection Chambers of the T2K Near Detector upgrade
T2K是一个长基线中微子实验，自2009年以来一直在运行，提供了一些世界领先的中微子振荡参数测量。已提议对T2K的近距离探测器ND 280进行升级。它包括安装两个新的时间投影室（TPC），这两个室基于一种新的读出技术：电阻阳极MicroMegas（RMM）。该技术有望减少电子通道的数量，同时保持或改善当前ND 280 TPC的批量MicroMegas性能。已经进行了一系列测试，并正在进行进一步的研究，以验证这种方法。两个RMM原型进行了研究，在专门的波束测试。到目前为止，所有的结果，其中一些仍然是初步的，表明一个更好的性能可以实现，即使与更大的垫，由于RMM的优势。
2020-05-12 physics.ins-det
The CMS Phase-1 Pixel Detector Upgrade
CERN LHC的CMS探测器以硅像素探测器作为其最内层的子探测器。在2016/2017年LHC延长的年终技术停止中，原有的CMS像素探测器已被升级的像素系统（CMS Phase-1像素探测器）取代。升级后的CMS像素探测器旨在应对LHC在2013-2014年第一次长时间关闭期间升级加速器后实现的更高瞬时亮度。与原来的像素探测器相比，升级后的探测器具有更好的跟踪性能和更低的质量，每侧有四个桶层和三个端盖盘，以提供高达2.5的伪快度绝对值的命中覆盖。本文介绍了CMS Phase-1像素探测器的设计和构造，以及它在碰撞数据采集中从调试到早期运行的性能。
2020-12-22 hep-ex physics.ins-det
Discharge probability studies with multi-GEM detectors for the ALICE TPC Upgrade
大型时间投影室（TPC）是欧洲核子研究中心（CERN）大型强子对撞机（LHC）ALICE实验中跟踪和识别带电粒子的主要装置。在2019-2020年的第二次长时间关闭之后，LHC将以高达50 kHz的相互作用速率提供Pb束碰撞，这大约是TPC目前读出速率的50倍。为了充分利用LHC的潜力，TPC读出室将升级为气体电子倍增器（GEM）技术。为了确保升级后的腔室在恶劣的LHC环境中的稳定行为，启动了一项专门的研发计划，以优化GEM堆的几何形状及其在放电方面的高压配置。我们总结了用高度电离α粒子照射的3-和4-GEM原型进行的放电概率测量。
2018-07-09 physics.ins-det
ATLAS Experiment Pixel Detector Upgrades
ATLAS实验像素探测器升级计划的重点是新技术的开发，包括FE-I4读出集成电路。利用这项新技术的第一个升级项目是将于2013年安装在更换束管上的“可插入B层”（IBL）像素探测器。IBL将安装在内部，不会改变现有的ATLAS像素探测器。然而，正在研究在2018年用基于FE-I4芯片和新机械结构的质量更低、性能更高的仪器取代像素全探测器的可能性。
2011-09-21 hep-ex physics.ins-det
Snowmass Whitepaper: The Belle II Detector Upgrade Program
我们描述了计划中的近期和潜在的长期升级的美女II探测器在SuperKEKB电子-正电子对撞机在日本筑波。这些升级将允许在味道、τ、电弱和暗扇区物理学中越来越敏感地搜索标准模型之外的可能的新物理学，这些物理学既与LHC和其他实验互补又与之竞争。我们鼓励仪器前沿社区贡献和研究升级想法，作为Snowmass过程的一部分。
2022-03-21 hep-ex physics.ins-det
The Remote Analog to Digital Conversion DAQ System for the TRISTAN Detector Upgrade
University of North Carolina, Chapel Hill（北卡罗来纳大学教堂山分校）；Triangle Universities Nuclear Laboratory（三角大学核实验室）；Institute for Data Processing and Electronics (IPE), Karlsruhe Institute of Technology (KIT)（卡尔斯鲁厄理工学院数据处理与电子研究所）；Max-Planck-Institut für Kernphysik（马克斯·普朗克核物理研究所）；Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）
TRISTAN探测器升级用于通过精确电子能谱学探测氚β衰变光谱，以寻找千电子伏量级的中微子信号。该系统采用1000多个硅漂移探测器像素进行高精度测量，开发了专用的数据采集系统以满足实验挑战。
2026-09-23 physics.ins-det
The BABAR Detector: Upgrades, Operation and Performance
1999年至2008年，BABAR探测器在SLAC国家加速器实验室的PEP-II非对称电子对撞机上成功运行。本报告涵盖了对撞机和探测器系统的升级、操作和性能，以及触发器、在线和离线计算，以及自数据采集开始以来的事件重建方面。
2013-09-17 hep-ex physics.ins-det
Upgrade of the POLDI diffractometer with a ZnS(Ag)/6LiF scintillation detector read out with WLS fibers coupled to SiPMs
Paul Scherrer研究所（PSI）正在开发一种基于ZnS（Ag）/6LiF闪烁体、波长移动光纤（WLS）和硅光电倍增器（SiPM）的热中子探测器，用于升级POLDI仪器（一种脉冲重叠衍射仪）。检测器的设计概述，并在一个单通道原型上进行测量。正在开发一种基于光子计数方法的创新信号处理系统。它的工作原理进行了描述，其性能进行评估的基础上的蒙特卡罗模拟。
2013-09-26 physics.ins-det
The LHCb Vertex Detector Upgrade
大型强子对撞机将为探索电弱对称性破缺的质量尺度提供机会。因此，我们希望能够发现物理学在标准模型之外的直接表现，这将提出新的问题，这些问题可能会通过对美丽和魅力衰减的精确测量来阐明。LHCb实验准备在LHC启动后立即实施这一雄心勃勃的计划。将其物理灵敏度提高至少一个数量级对于完成这项研究至关重要，因为新的物理效应可能是微妙的。一个新的顶点检测器是这个项目的关键元素。重要的要求是高达约10 $^{16} n_{eq} {\rm cm}^{-2}$的通量的辐射电阻，以及能够在40 MHz下与射束相互作用同步地将其事件信息传递到后端接收器板的前端电子设备。
2009-03-09 physics.ins-det
A GEM Detector System for an Upgrade of the High-eta Muon Endcap Stations GE1/1 + ME1/1 in CMS
基于CMS升级研发建议RD10.02，我们描述了CMS的LS 2 GEM项目的动机和主要特点，并建议在CMS的前向μ子系统中增加一个完整的GE 1/12探测器站，包括气体电子倍增器（GEM）室。目前现有的前向μ介子探测器的局限性时，在越来越高的光度预期LS 1后的操作，随后由一个GE 1/1站实现的预期性能改进的简要说明。第二部分介绍了探测器系统，然后概述了电子和相关服务，包括讨论项目的时间表和成本。介绍了在LS 1上安装前体演示器的计划。本提案旨在作为详细文件CMS-IN-2012-023的简明后续文件。如果获得批准，随后应提交详细的技术设计报告。
2012-11-30 physics.ins-det
Design and testing of an sTGC ASIC interface board for the ATLAS New Small Wheel upgrade
ATLAS实验将用新的小轮探测器（NSW）取代目前的小轮探测器，旨在提高高亮度LHC端盖区域的μ子触发和精确跟踪性能。小条带薄间隙室（sTGC）是此次升级中使用的两种新探测器技术之一。sTGC检测器需要一些定制设计的ASIC。我们设计了一个sTGC ASIC接口板来测试ASIC到ASIC的通信，并验证整个系统的功能。搭建了具有最终读出系统的测试平台，并首次展示了整个sTGC读出链。在读出链中的关键参数进行了讨论，并显示结果。
2021-10-24 physics.ins-det
Upgrade plans and ageing studies for the CMS muon system in preparation of HL-LHC
CMS μ子系统操作基于气体的探测器。需要升级探测器和触发器组件，以应对HL-LHC日益具有挑战性的条件。进行新的辐照测试，以确保μ介子探测器将生存的恶劣条件和可靠地运行。新的CERN GIF++（伽马辐照设施）允许执行老化测试。我们目前的结果在大背景下的系统性能和加速老化测试后。将增加新的探测器以提高临界前向区的性能：将在LS 2的1.6 $<$ $|η|$ $<$ 2.4区安装气体电子倍增器探测器，旨在抑制背景触发，同时保持高触发效率。预计第二个GEM站和两个新一代RPC站将有进一步的增强，这些站具有低电阻率电极。这些探测器将结合跟踪和触发能力，并能承受高达几kHz/cm $^2$的粒子率。此外，为了利用像素跟踪覆盖范围扩展，新的GEM检测器覆盖高达$|η|$ = 2.8。在新的前向量热计后面。
2018-09-05 physics.ins-det
BEPCII/BESIII Upgrade and the Prospective Physics
介绍了BEPCII/BESIII的升级情况，BEPCII的设计目标是达到$10^{33}/cm^{-2}s^{-1}$的c. M.能量为3.89GeV，BESIII探测器完全重建。该项目已步入正轨，进展顺利。机器和探测器预计将在2007年下半年一起调试，并在2007年底或2008年初开始进行工程运行。
2006-05-18 physics.ins-det
New 3D fine-grained scintillation detector for the T2K experiment
T2 K长基线中微子实验的主要目标是精确测量中微子振荡的参数和寻找轻子区的CP破坏。2017年，T2 K合作启动了近探测器升级项目。此次升级旨在将振荡参数的系统误差从6-7%降低到3- 4%。为了实现这一目标，ND 280升级计划实施新的上游跟踪器，以提高广角接受能力和低动量阈值。ND 280升级中引入的新技术之一是具有3D WLS光纤读出的超细粒度（SuperFGD）闪烁体靶。探测器将由大约200万个（192 x184 x56）1厘米大小的闪烁立方体组成。每个立方体有三个正交的WLS光纤孔，以提供3D光学读出。探测器的总质量约为2吨，读出通道的数量约为60，000。本文介绍了该探测器的发展现状。
2020-05-22 physics.ins-det
A new CMS pixel detector for the LHC luminosity upgrade
CMS内部像素探测器系统计划在LHC光度升级的第一阶段被替换。该计划设想了一个超低质量系统，两端各有四个桶层和三个圆盘。随着粒子速率的预期增加，电子读出链将改变为快速数字信号。升级CMS像素检测器的设想的设计方案的概述，以及估计的跟踪和顶点的性能。
2011-04-07 hep-ex physics.ins-det
Design of a Time-to-Digital Converter ASIC and a mini-DAQ system for the Phase-2 Upgrade of the ATLAS Monitored Drift Tube detector
我们提出了第二个原型的时间-数字（TDC）ASIC的升级ATLAS卫星漂移管（MDT）探测器的高亮度LHC操作。与第一个原型相比，三重模块冗余已实现的配置和流控制逻辑。在实现相同的时间分辨率和通道均匀性的同时，总功耗增加不到10 mW。一个小型数据采集系统已经建立，以验证前端电子链与新的原型与其他ASIC和板在触发模式。小直径MDT电离室的宇宙线测试表明，读出电路的结构和数据传输性能良好。预计该原型设计将用于最终生产。
2020-11-23 physics.ins-det
Status of the CMS Phase I Pixel Detector Upgrade
由于LHC第一阶段升级预期的瞬时亮度，CMS实验的新像素探测器正在建造中。新的CMS像素检测器提供四次点击跟踪，同时显著降低了材料预算以及新的冷却和供电方案。新的前端读出芯片减轻了缓冲和带宽限制，并包括一个低阈值比较器。这些改进允许新的像素检测器在由高亮度和堆积施加的增加的要求下维持和改进当前像素跟踪器的效率。本文概述了升级后的像素探测器的设计和升级项目的现状，并介绍了生产读出芯片的测试光束性能测量。
2016-12-22 hep-ex physics.ins-det
TOP detector for particle identification at Belle II
该研究针对Belle II实验中带电强子鉴别需求，介绍TOP探测器组件及Run1性能，同时阐述LS1期间的升级措施与未来升级计划，为粒子物理实验提供探测器性能数据与升级参考。
2024-07-30 physics.ins-det
Development and test of a mini-Data Acquisition system for the High-Luminosity LHC upgrade of the ATLAS Monitored Drift Tube detector
包括ASIC和FPGA板在内的新的前端电子设备正在为ATLAS的漂移管（MDT）探测器开发，以处理高亮度LHC运行中预期的大数据速率和恶劣环境。一个移动数据采集（miniDAQ）系统的设计，以执行这些前端电子集成测试。此外，它还将用于96个小半径MDT（sMDT）室的地面调试，并用于在现有ATLAS MDT室上集成和调试新的前端电子设备。本文详细介绍了miniDAQ硬件和固件。miniDAQ系统也被用来读出新的前端电子sMDT原型室使用宇宙μ子和获得的结果显示。
2022-05-26 physics.ins-det
GEO 600 and the GEO-HF upgrade program: successes and challenges
德国和英国合作的激光干涉引力波探测器GEO 600自2001年首次锁定以来已运行了14个年头。在GEO 600与其他第一代探测器一起参与科学运行后，一个名为GEO-HF的计划于2009年开始。其目标是通过技术先进但侵入性最小的升级，提高探测器在高频（约1 kHz及以上）下的灵敏度。同时，探测器将在调试活动之间记录科学质量数据。截至2014年初，所有计划的升级都已进行，观测波段高频端的灵敏度提高了4倍。除了科学数据收集外，正在进行一项实验计划，目的是进一步提高灵敏度并评估未来的探测器技术。我们总结了GEO-HF计划的结果，并讨论了它的成功和挑战。
2016-01-19 physics.ins-det
ATLAS IBL: a challenging first step for ATLAS Upgrade at the sLHC
随着LHC在7 TeV收集数据，计划已经推进了一系列升级，最终导致大约10年后的高亮度LHC（HL-LHC）项目中LHC设计亮度的五倍。ATLAS探测器的升级将为HL-LHC做准备。像素探测器的第一次升级将是建造一个新的像素层，该层将在2013-14年LHC机器首次关闭期间安装。新的探测器称为可插入B层（IBL），将安装在现有的像素探测器和半径为3.2厘米的新的更小半径的光束管之间。IBL将需要开发几种新技术，以应对增加的辐射和像素占用，并通过减少像素尺寸和更严格的材料预算来提高物理性能。两种不同的和有前途的硅传感器技术（平面n-in-n和3D）目前正在调查的IBL。IBL模块的设计和这些传感器技术的资格的概述在此过程中。本文还总结了HL-LHC对ATLAS探测器的改进。
2011-09-15 physics.ins-det
Performance of triple-GEM detectors for the CMS Phase-2 upgrade measured in test beam
CMS实验第二阶段升级的端盖μ子系统的GE 2/1和ME 0站的三重GEM探测器已在试验束中运行，以测量其效率和空间分辨率，同时还使用了一个高空间分辨率的三重GEM跟踪器。GE 2/1探测器的生产模块和原型ME 0探测器显示出出色的本地效率。采用随机孔扇区化的GEM箔的原型探测器显示出死区的显著减少。跟踪器的空间分辨率已被测量，并发现接近预期值75 μm。
2022-10-14 hep-ex physics.ins-det
High Rate Resistive Plate Chamber for LHC detector upgrades
在LHC实验中用作μ子探测器的标准酚醛树脂电阻板室（RPC）的探测率的限制已经阻止了在CMS和ATLAS探测器中的高速率区域中使用这种探测器。这些探测器的一种替代方案是用低电阻率玻璃板（$10^{10} {\rm Ω.cm}$）制成的RPC，DESY的射束测试表明，这种探测器可以在几千Hz/cm $^2$下以高效率（> 90%）工作。
2012-11-24 hep-ex physics.ins-det
Performances of a resistive MicroMegas module for the Time Projection Chambers of the T2K Near Detector upgrade
提出了对T2 K长基线中微子振荡实验近探测器ND 280的改进方案。此次升级将包括两个新的时间投影室，每个都配备了16个电阻式MicroMegas模块，用于气体放大。电阻式MicroMegas的第一个原型已经被设计、建造、安装在HARP场笼中，并暴露在CERN的带电粒子束中。这些数据已被用来表征的电阻MicroMegas模块的性能。水平电子在距离阳极30 cm处穿过TPC，观察到300 $μm$的空间分辨率和9%的沉积能量分辨率。这些性能完全满足ND280 TPC升级的要求。
2019-12-09 physics.ins-det
LHCb RICH Upgrade: an overview of the photon detector and electronics system
LHCb实验是欧洲核子研究中心LHC上运行的四个大型探测器之一，主要致力于CP破坏测量和在美丽和魅力强子的罕见衰变中寻找新物理。来自两个环形图像切伦科夫（RICH-1和RICH-2）探测器的数据对于识别宽动量范围内的粒子至关重要。从2019年起，计划进行14 TeV的碰撞，亮度达到$2\cdot10^{33}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$，束团间距为25 ns，目标是每年收集5 fb $^{-1}$的数据。为了避免在如此高的速率（40 MHz）下PID性能的退化，必须升级RICH检测器。新的光电探测器（多阳极光电倍增管，MaPMT）已被选定，并将使用一个8通道芯片，命名为MAPIO，旨在维持光子计数率高达40兆赫，同时尽量减少功耗和串扰读出。128位数字寄存器允许选择阈值和衰减值，并提供有用的测试和调试功能。光电传感器和电子设备被安排在基本单元中，其第一个原型已于2014年秋季在带电粒子束中进行了测试。概述的CNOO功能和读出电子。
2015-11-30 physics.ins-det
A 4pi time-of-flight detector for the ND280/T2K upgrade
ND 280是日本J-PARC加速器综合体中T2 K实验的近探测器。经过十年卓有成效的数据采集，ND 280计划升级。本文中描述的飞行时间（ToF）探测器是将安装在ND 280篮中的三个新探测器之一。ToF探测器具有模块化结构。每个模块代表20个塑料闪烁体棒的阵列，这些闪烁体棒堆叠在2.4 x 2.2 m2面积的平面中。六个类似结构的模块将组装在一个立方体中，从而为一个活跃的中微子目标和两个TPC提供一个几乎4 π的外壳。闪烁体发出的光被大面积硅光电倍增器（SiPM）阵列吸收，SiPM阵列附着在每个棒的两端。SiPM的读出、阵列内的各个SiPM信号的整形和模拟求和由分立电路放大器执行。当用宇宙μ子测量时，单个棒的平均时间分辨率约为0.14 ns。探测器将安装在ND 280的篮子里，在那里它将被用来否决来自中微子目标之外的粒子，提高粒子识别能力，并为内部探测器的校准提供宇宙触发器。
2021-12-25 physics.ins-det
Design and performance of a TDC ASIC for the upgrade of the ATLAS Monitored Drift Tube detector
我们提出了一个时间-数字（TDC）ASIC的原型的ATLAS超导漂移管（MDT）探测器的高亮度LHC操作的升级。该ASIC基于先前提交的用于时序性能评估的演示ASIC，包括各种操作模式所需的所有功能，以及迁移到TSMC 130 nm CMOS技术。我们提出了TDC的设计，重点增加的功能和性能优化。时序性能测试表明，该ASIC满足设计要求。TDC具有约780 ps的仓大小，并且对于具有前沿和后沿数字化的所有24个通道，定时仓变化在40 ps内，而功耗被限制为250 mW，对应于每个边沿测量约5.2 mW的功耗。
2019-05-24 physics.ins-det
The CMS inner Tracker Endcap PiXel upgrade
欧洲核子研究中心的高亮度大型强子对撞机（HL-LHC）预计将以14 TeV的质心能量碰撞质子，并达到前所未有的峰值瞬时亮度$7.5 \times 10^{34} \text{cm}^{-2} \text{s}^{-1}$，平均堆积顶点数为200。这将使ATLAS和CMS实验能够在项目的生命周期内收集积分亮度高达$4000\,\mathrm{fb}^{-1}$的数据样本。为了适应这些苛刻的条件，CMS探测器将在启动HL-LHC之前进行大幅升级，这一计划被称为CMS第二阶段升级。整个CMS硅像素探测器（IT）将被替换，新的探测器将具有更高的辐射硬度，更高的粒度和处理更高数据速率和更长触发延迟的能力。升级后的IT将由桶部件TBPX以及小型和大型前向盘TFPX和TEPX组成。TEPX检测器的每端有四个大圆盘，可将覆盖范围扩展到$\lvert η\rvert \approx 4.0$。在TEPX中，模块排列在五个同心环中。在这方面的贡献，新的TEPX探测器将提出，特别关注的力学设计和热性能，使用有限元方法。的冷却管和磁盘的支持结构连接的模块与CO $_2$冷却剂的材料选择的影响，以及。
2023-01-25 physics.ins-det
A Programmable Time Alignment Scheme for Detector Signals from the Upgraded muon Spectrometer at the ATLAS Experiment
我们提出了一个可编程的时间对准方案中使用的ASIC的ATLAS前向μ子触发器的发展。该方案利用再生时钟与可编程的相位，以补偿不同的检测器走线长度引入的定时偏移。设计中使用的每个ASIC具有104个输入通道，延迟补偿电路为每个通道提供约3 ns的步长和25 ns的全范围。该计划包括多数逻辑抑制单粒子效应的详细实施。该方案是灵活的，完全综合。该方法适用于具有类似相移要求的其他应用。此外，该设计是资源有效的，并且适合于具有大量通道的成本有效的数字实现。
2017-08-07 physics.ins-det
MPGD-based photon detectors for the upgrade of COMPASS RICH-1 and beyond
COMPASS是CERN SPS的一个固定目标实验，旨在研究强子结构和光谱。在$3$和$55 GeV/c$之间的动量范围内的强子识别是由大型气体环成像切伦科夫计数器RICH-1提供的。为了应对COMPASS新物理计划带来的挑战，RICH-1已经升级，用新开发的MPGD光子探测器取代了四个基于MWPC的光子探测器。新型探测器的架构是两层THGEM和Micromegas的混合组合。第一个THGEM的顶部涂有CsI作为反射光电阴极。阳极分段在垫电容耦合到APV-25为基础的读出。新的混合探测器已在2016年COMPASS数据采集期间投入使用，并在2017年运行期间稳定运行。本文讨论了COMPASS RICH-1新型光子探测器的设计、结构、操作和性能。
2020-06-18 physics.ins-det
A Novel Transparent Charged Particle Detector for the CPET Upgrade at TITAN
由于电子的质量很小，探测出强磁场的电子束团具有挑战性。如果放置在离螺线管入口太远的地方，磁场外的探测器将太小而不能可靠地与出射的电子束相交，因为轻电子将跟随螺线管外发散的磁场。加拿大温哥华TRIUMF的TITAN小组利用光化学加工（PCM）的实践和精度的进步，创造了一种新型的电荷收集探测器，称为“网状探测器”。“TITAN网状探测器用于解决TITAN目前正在开发的新型冷却器彭宁阱（CPET）中的捕获电子探测问题。这种从铜板上蚀刻出来的细导线阵列是一种新颖的、低轮廓的、电荷不可知的探测器，可以根据用户的判断有效地制成透明或不透明的。
2017-08-03 physics.ins-det
The Micromegas Project for the ATLAS Upgrade
Micromegas是一种探测器技术（以及小的薄间隙室），被选择用于ATLAS μ子前向探测器的精确跟踪和触发目的，以提高LHC的亮度。为了满足这种升级的要求，几个原型micromegas探测器进行了测试，在最近的测试束运动与高能强子束在欧洲核子研究中心。性能研究和结果的空间分辨率为垂直和倾斜的轨道，效率，以及探测器的性能和比较模拟在磁场。此外，还介绍了探测器在中子、X射线、γ射线和α射线辐照后的性能以及大面积微兆气体探测器的研制成果。
2013-10-02 hep-ex physics.ins-det
RPC Gap Production and Performance for CMS RE4 Upgrade
CMS实验建造了第四个电阻板室（RPC）触发站，由144个RPC组成，以提高两端盖区域的高动量μ子触发效率。所有新的CMS端盖RPC间隙都是根据韩国检测器实验室（KODEL）的QA和QC生产的。所有合格的差距已交付给三个组装地点：欧洲核子研究中心在瑞士，BARC在印度和根特大学在比利时的RPC探测器组件。在本文中，我们提出了详细的程序中使用的生产RPC的差距通过CMS升级。
2014-08-16 physics.ins-det
Upgrade of the T2K near detector ND280: effect on oscillation and cross-section analysis
T2 K中微子振荡实验建立了$ν_μ\rightarrow ν_e$的外观，只有$10\%$的原始束流要求的$7.8\times10^{21}$ $30$ GeV质子靶（POT）。考虑到J-PARC的光束强度升级计划，$20\times10^{21}$ POT的T2 K-II提案旨在为可能的$δ_{CP}$值的很大一部分确定$3σ$水平的CP违背。Hyper-K的建议包括进一步增加远探测器质量的一个因子PDMATHAMT。面对两个数量级的统计数据的潜在增长，进行一个强有力的近探测器升级计划是非常重要的，其目的是将总体统计和系统不确定性降低到优于$4\%$的适当水平。拟议升级的近距离探测器的设计和性能将在这些会议记录中报告。
2018-03-07 hep-ex physics.ins-det
ALICE detector upgrades
LHC以其前所未有的能量为p+p，p+A和A+A碰撞的突破性测量提供了独特的机会，甚至超出了基线实验设计。ALICE正在制定一项探测器升级计划，该计划在很大程度上可以安装在计划于2017/18年关闭的LHC中，以应对新的科学挑战。我们将讨论科学前沿的例子，并将提出相应的升级项目正在研究的ALICE实验。
2011-07-20 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
The VELO Upgrade
LHCb探测器的重大升级计划于2018-2019年安装。之后，所有子探测器将在40 MHz的LHC聚束交叉频率下读出，触发器将完全在软件中实现。硅条顶点探测器将被混合像素探测器取代。在这些会议记录中，讨论了以下项目：前端ASIC，数据速率，数据传输，冷却，辐射硬传感器，模块设计和模拟性能。
2014-12-20 hep-ex physics.ins-det
Triple-GEM detectors for the Phase-2 upgrade of the CMS muon spectrometer
本文介绍 CMS 缪子谱仪 Phase-2 升级中 GE1/1、GE2/1 和 ME0 三个 triple-GEM 探测器站的调试、性能验证及部署进展。
2023-12-07 hep-ex physics.ins-det
Impact of the HL-LHC detector upgrades on the physics program of the ATLAS and CMS experiments
由于对撞机及其实验的优异性能，LHC已经获得了丰富的物理结果。在高亮度LHC（HL-LHC）阶段有望实现更多的结果。预计在10年的运行中，LHC的设计亮度将提高10倍，达到4000 fb-1。LHC的升级是由观察和测量稀有过程的前景所驱动的。高粒子产生率和辐射剂量导致对撞机实验的环境具有挑战性。ATLAS和CMS实验正在升级甚至更换几个探测器组件，以应对这种环境。在本报告中，将概述探测器升级及其对实验物理方案的影响。
2021-05-24 hep-ex physics.ins-det
Layout and Assembly Technique of the GEM Chambers for the Upgrade of the CMS First Muon Endcap Station
CMS最近选择了Triple-GEM探测器技术作为其前向μ子探测器系统升级的一部分，因为GEM探测器在大型强子对撞机（HL-LHC）未来高亮度阶段预期的高辐射环境中提供稳定的操作。在第一步中，GEM腔室（探测器）将安装在$1.6<\left|η\right|<2.2$伪快度区最里面的μ子端盖站，主要是为了控制第二次LHC长周期运行后的1级μ子触发率。这些新的腔室将为$η$ -区域中的μ子系统增加冗余，在该区域中，背景速率高，并且由于CMS磁场而导致的μ子轨迹的弯曲小。已经开发了一种用于这种腔室的新型构造技术，其中箔安装到单个堆叠上，然后均匀地机械拉伸，避免在活性气体体积内使用间隔物和胶水。我们描述了这种GEM腔室的布局，拉伸机制和整体组装技术。
2018-12-11 physics.ins-det
Characterization of a gigabit transceiver for the ATLAS inner tracker pixel detector readout upgrade
我们提出了一个千兆收发器原型专用集成电路（ASIC），GBCR，ATLAS内部跟踪器（ITk）像素检测器读出升级。GBCR采用65 nm CMOS技术设计，由四个上行接收器通道、一个下行发射器通道和一个内部集成电路（I2C）从机组成。上行通道通过5米34美国线规（AWG）双轴（Twinax）电缆以5.12 Gbps的速率接收数据，对其进行均衡，使用恢复的时钟对其重新计时，然后驱动光发射机。下行通道以2.56 Gbps的速率从光接收器接收数据，并与上行通道一样驱动电缆。当时钟数据恢复（CDR）模块打开时，上行信道输出的抖动被测量为35 ps（峰-峰），并且在电缆之后下行信道输出的抖动为138 ps（峰-峰）。当CDR模块开启时，每个上行通道的功耗为72 mW，下行通道的功耗为27 mW。GBCR在200 kGy的总电离剂量下存活。
2020-08-22 physics.ins-det
Mass Production of a Trigger Data Serializer ASIC for the Upgrade of the Muon Spectrometer at the ATLAS Experiment
触发数据串行器（TDS）是一个定制的ASIC设计用于升级的端盖ATLAS μ子谱仪的最里面的站。它是一款具有两种工作模式的混合信号芯片，可处理多达128个检测器通道。总共生产了6，000个TDS ASIC用于探测器操作。本文讨论了一个定制的自动测试平台，我们开发的TDS ASIC提供质量控制。我们介绍的设计，测试程序，并从这个TDS测试平台获得的结果。
2019-04-18 physics.ins-det
Cosmic test of sTGC detector prototype made in China for ATLAS experiment upgrade
随着希格斯粒子的发现，大型强子对撞机复合体将分几个阶段升级，使光度增加到$7 \times 10^{34}cm^{-2}s^{-1}$。为了使ATLAS探测器在升级后适应更高光度的环境，ATLAS μ子端盖系统的一部分--小轮将被新小轮取代。新的小轮包括两种类型的探测器：小条薄间隙室和Micromegas。作为ATLAS合作项目的一部分，山东大学参与了ATLAS新小轮的建设，开发、生产和测试了部分小条薄间隙室的性能。本文介绍了山东大学小条形薄间隙电离室的建造和宇宙线测试。
2018-08-29 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
The upgrade of the LHCb Vertex Locator
LHCb实验将进行重大升级，将在2020年为LHC的运行3做好准备。此次升级将使LHCb能够以显著更高的瞬时光度运行，并在运行4结束时收集到$50\,\text{fb}^{-1}$的积分亮度。在此过程中，顶点定位器（VELO）探测器将升级为基于像素的硅探测器。升级后的VELO将通过更接近光束、具有更低的材料模块、微通道冷却和更薄的RF箔来改进当前的探测器。模拟表明，即使在收集$50\,\text{fb}^{-1}$的积分亮度造成辐射损伤后，它仍将保持其优异的性能。
2014-11-10 hep-ex physics.ins-det
Characterization and quality control test of a gigabit cable receiver ASIC (GBCR2) for the ATLAS Inner Tracker Detector upgrade
我们提出了一个千兆电缆接收器ASIC原型，GBCR 2，ATLAS内部跟踪器像素检测器升级的表征和质量控制测试。GBCR 2通过6 m Twinax AWG 34电缆对从RD 53 B到lpGBT的上行链路电信号进行均衡和重新定时。GBCR 2还通过从lpGBT到RD 53 B的相同电连接预加重下行链路命令信号。GBCR 2有七个上行链路信道，每个信道的速率为1.28 Gbps，两个下行链路信道，每个信道的速率为160 Mbps。原型是在65 nm CMOS工艺制造。GBCR 2的特性已经被证明，输出信号的总抖动在非重定时模式下为129.1 ps（峰-峰），在重定时模式下为79.3 ps（峰-峰），并且满足lpGBT的要求。所有上行链路信道的总功耗在非重定时模式下为87.0 mW，在重定时模式下为101.4 mW，低于174 mW的规范。两个下行链路信道的功耗小于53 mW。提出了一种质量控制测试程序，并对169个原型芯片进行了测试。产率约为97.0%。
2021-08-06 physics.ins-det
Design of a Trigger Data Serializer ASIC for the Upgrade of the ATLAS Forward Muon Spectrometer
在ATLAS前向μ子谱仪的升级中，小带薄隙室（sTGC）将用于触发和精确跟踪目的。sTGC焊盘和条形探测器均由触发路径中的触发数据串行器（TDS）ASIC读出。该ASIC有两种操作模式，分别从焊盘和条形探测器准备触发数据。焊盘模式（焊盘TDS）从一个探测器层收集多达104个焊盘的发射状态，并每25 ns以4.8 Gbps的速率将数据传输到焊盘触发提取器。焊盘触发提取器从八个探测器层收集焊盘TDS数据，并沿着μ子候选者的路径定义感兴趣的区域。在条带模式（条带TDS）中，来自多达128个条带的沉积电荷被缓冲、加时间戳，并且执行触发匹配程序以读出感兴趣区域下方的条带。条带TDS输出也以4.8 Gbps传输到以下FPGA处理电路。本文详细介绍了ASIC的设计和测试结果。
2017-07-18 physics.ins-det
The LHCb Upgrade
LHCb实验正在准备升级探测器，以充分利用LHC的味道物理潜力。整个探测器将以全碰撞率读出，在线事件选择将由软件触发器执行。这将增加事件产量的一个因素10 μ子和一个因素20强子的最终状态。升级研究已经开始，目标是在2018年安装探测器。
2017-09-14 hep-ex physics.ins-det
