Thick GEM versus thin GEM in two-phase argon avalanche detectors
考虑到厚GEM（THGEMs）在相干中微子-核散射、暗物质搜索和其他稀有事件实验中的潜在应用，在两相Ar雪崩探测器中比较了厚GEM和薄GEM的性能。该检测器包括一个1厘米厚的液体Ar层，然后是一个双THGEM或三倍GEM倍增器，在液相上方的饱和蒸气中操作。研究了三种类型的THGEM：由G10和Kevlar制成的THGEM和电阻电极（RETHGEM）。只有G10制造的THGEM在两相Ar中表现出稳定的性能，增益达到3000。成功地操作的两相氩雪崩探测器与薄或厚GEM倍增器被证明在低检测阈值，分别为4和20个初级电子。与三重GEM相比，双THGEM乘法器产生较慢的阳极信号;这允许应用脉冲形状分析以有效地抑制噪声信号。两个倍增器的噪声率进行了评估，在两相Ar;与20个电子的检测阈值和应用脉冲形状分析的噪声水平低至0.007赫兹每1平方厘米的有效面积达到。
2008-05-14 physics.ins-det
High Efficiency Detection of Argon Scintillation Light of 128nm Using LAAPDs
研究了有效收集和探测氩气、氪气和氙气发出的真空紫外光的可能性。在这些波长下，大面积雪崩光电二极管（LAAPD）的绝对量子效率。真空紫外光的波长下降到128 nm的Ar发射被证明是可检测的硅雪崩光电二极管在量子效率超过42%。经测量，涂覆有Al+MgF $_2$的柔性聚酯薄膜箔在氩发射波长下具有$\sim$ 91%的镜面反射率。低压氩气显示出发射大量的非紫外线辐射。在此压力下，在氩气中产生非UV光子的平均能量消耗被测量为低于378 eV。
2005-11-10 physics.ins-det
Two-phase Cryogenic Avalanche Detector with electroluminescence gap operated in argon doped with nitrogen
本文研究了一种带电致发光（EL）隙的两相低温雪崩探测器（CRAD），工作在掺有少量（49 $\pm$ 7 ppm）氮的氩中。EL间隙使用位于间隙周边的低温光电倍增管光学读出。我们提出的N $_2$含量，检测器的灵敏度，X射线诱导的信号，EL间隙产量和电子寿命的液体中的测量结果。探测器的灵敏度，在0.6 kV/cm的液体Ar中的漂移场，测量为9和16个光电子记录在光电倍增管每千电子伏的沉积能量分别在23和88千电子伏。这种两相探测器对S2（电离诱导）信号具有增强的灵敏度，在用于暗物质搜索和低能中微子探测的氩探测器领域中是相关的。
2016-05-27 hep-ex physics.ins-det
The Yale liquid argon time projection chamber
在本文中，我们给出了一个在耶鲁大学设计，建造和运行的液氩时间投影室的全面描述。我们目前的结果，从校准运行的宇宙射线已被观察到的探测器，在美国的第一个。
2008-04-02 physics.ins-det
Two-phase Cryogenic Avalanche Detectors with THGEM and hybrid THGEM/GEM multipliers operated in Ar and Ar+N2
具有GEM和THGEM倍增器的两相低温雪崩探测器（CRADs）已成为稀有事件实验中一种新兴的潜在电荷记录技术。在这项工作中，我们提出了在Ar和Ar+N2中操作的两相CRADs的性能。灵敏面积为10 × 10 cm 2的探测器，达到升级活性体积，用双THGEM倍增器产生了1000量级的增益。更高的增益，约5000，已经达到了在两相Ar CRAD与混合三级乘法器，包括一个双THGEM其次是创业板。两相CRAD在掺有N2（0.1-0.6%）的Ar中的性能与在两相Ar中的操作相比产生更快的信号和类似的增益。对稀有事件实验的适用性进行了讨论。
2012-10-02 hep-ex physics.ins-det
Characterisation of Thick Gaseous Electron Multipliers as charge readout operated in pure argon
该研究针对纯氩环境下工作的厚气体电子倍增器（ThGEMs），通过静电模拟指导设计，提出带嵌入式内部电极的改进结构以提升增益稳定性，经实验验证了不同结构的性能差异。
2025-10-06 hep-ex physics.ins-det
First operation of a liquid Argon TPC embedded in a magnetic field
我们首次在高达0.55 T的磁场中运行了液态氩TPC。我们表明，探测器的成像性能不受磁场的存在。电离粒子的磁弯曲允许区分它们的电荷并估计它们的动量。这些数字到目前为止还无法在非磁化液态氩TPC中获得。
2004-12-14 physics.ins-det
Optical readout: a tool for studying gas-avalanche processes
雪崩光子的光学记录是研究气体探测器中基本物理过程的一个有趣工具。在这项工作中，我们证明了在雪崩传播调查中的厚气体电子倍增器（THGEMS）与Ne/CF 4（95/5）操作的光学读出的潜力。我们提出了直接测量的结果，与单和级联THGEM探测器用软X射线照射，孔内的孔的多重性和雪崩不对称性，作为探测器参数的函数。进一步的研究方向进行了讨论。
2014-01-05 physics.ins-det
High-gain DC-mode operated Gaseous Photomultipliers for the visible spectral range
本文简要介绍了双碱光电阴极和级联型气体雪崩电子倍增器相结合的光子探测器的最新进展。它允许开发和第一次可行性演示的高增益气体光电倍增管敏感的可见光谱范围内，在直流模式下操作，单光子灵敏度。
2008-08-12 physics.ins-det
A novel liquid argon purity monitor based on 207 Bi
提出一种利用 ²⁰⁷Bi 单能内转换电子的新型液氩纯度监测器，可连续、精确、快速测量电负性杂质浓度，且不干扰 TPC 主探测器运行。
2025-01-04 hep-ex physics.ins-det
Efficiency-Resolved Recovery Dynamics of an Free-Running InGaAs/InP Single Photon Avalanche Detector Operated in Gated Mode
Universidade Federal de São Carlos（圣卡洛斯联邦大学）；Universidade de Brasília（巴西利亚大学）
本研究通过频率扫描与全局拟合，无需脉冲激光或时间数字转换器，提取了门控模式下 InGaAs/InP 单光子探测器的恢复时间常数，发现其随效率线性下降，并解析了电容馈通引起的计数率调制。
2026-09-17 physics.app-ph physics.ins-det quant-ph
Performance of cryogenic charge readout electronics with the ARGONTUBE LAr TPC
Argontube是一种液态氩时间投影室（TPC），电子漂移长度可达5米，配备有低温电荷敏感前置放大器。在这项工作中，我们提出了其性能的结果，包括新的低温电荷敏感前置放大器与以前使用的室温操作的电荷前置放大器的比较。
2014-10-30 hep-ex physics.ins-det
High-Temperature Superconducting Level Meter for Liquid Argon Detectors
在中微子研究和暗物质搜索中，电容装置通常被用作探测器，测量探测器中惰性液体的水平。在这项工作中，我们描述了使用高温超导材料作为替代控制的低温惰性液体的水平。实验室测量表明，超导体表现出线性行为，高度稳定，并提供了非常准确的液体体积测定。因此，该设备是一种具有竞争力的仪器，并显示出优于传统液位计的几个优点。
2008-11-25 physics.ins-det
MHSP in reversed-biased operation mode for ion blocking in gas-avalanche multipliers
我们目前的气体雪崩探测器的操作，包括一个级联的气体电子倍增器（GEMs）和微孔和带板（MHSP）倍增器在反向偏置（R-MHSP）模式下工作的最新结果。解释了R-MHSP的运行机制，并证明了其对离子回流（IBF）减少的潜在贡献。在级联的R-MHSP和GEM乘法器中，在大约1 E +4的增益下获得4 E-3的IBF值，尽管代价是级联中的第一个R-MHSP乘法器中的有效增益降低。
2005-03-31 physics.ins-det
Gas gap studies about streamer operated RPCs
由于LHC对高速率能力的要求，20年前，由于引入了新的气体混合物和前端电子设备的发展，实现了雪崩模式下的电阻板室。鉴于LHC的升级，需要进一步提高速率能力，这就要求采用具有更薄气隙和电极的新探测器几何形状。流光操作的RPC可能仍然适合于低速率的实验，因此在本文中，两种不同的探测器的几何形状，旧的标准和新提出的，在流光模式进行比较。
2017-05-15 physics.ins-det
The cryogenic RWELL: a stable charge multiplier for dual-phase liquid-argon detectors
本文提出并验证了适用于双相液氩探测器的低温 RWELL 电荷倍增器，通过阻性 DLC 阳极提升放电抑制能力，实现更优增益与稳定性。
2023-09-26 physics.ins-det
The Liquid Argon Jet Trigger of the H1 Experiment at HERA
安装在HERA H1实验中的液态氩射流触发器通过查找局部能量最大值，对其直接邻居求和，按能量对产生的“射流”进行排序，并应用拓扑条件，在800 ns内实现实时聚类算法。它自2006年开始运行，大大降低了触发电子和射流的阈值。
2008-11-01 hep-ex physics.ins-det
Cryogenic avalanche detectors based on gas electron multipliers
我们研究了基于气体电子倍增器（GEMs）的电离辐射气体和两相（液-气）低温探测器的性能，并在纯惰性气体中以雪崩模式运行。利用三重GEM倍增器系统地研究了He、Ar和Kr气体在低温下的放大效应。在120-300 K温度范围内，这些气体的增益都很高，超过10^4。在两相模式下，饱和氪蒸气中出现了稳定的电子雪崩。这些结果对于理解低温下电子雪崩的基本机制和低温粒子探测器，特别是暗物质和太阳中微子探测器的应用是相关的。
2004-03-11 physics.ins-det
Performance of bare high-purity germanium detectors in liquid argon for the GERDA experiment
锗探测器阵列（GERDA）将在INFN的国家格兰萨索实验室寻找76 Ge中的无中微子双β衰变。富含76 Ge的裸高纯度锗探测器将浸没在液态氩中，同时作为屏蔽外部放射性和冷却介质。在GERDA第一阶段，将重新部署以前由海德堡-莫斯科和IGEX合作运行的再处理富锗探测器。在操作浓缩探测器之前，在GERDA地下探测器实验室用非浓缩裸HPGe探测器进行测试，以测试第一阶段探测器组件、探测器处理协议、翻新技术，并研究在液氩中的长期稳定性。在不同的γ辐照条件下，对液态氩和液态氮中的漏电流进行了广泛的研究。总共有三个非浓缩的高纯度p型原型锗探测器已成功运行。探测器性能在长期测量中保持稳定。首次报道了高纯锗裸探测器在液氩中的性能。
2008-12-10 hep-ex physics.ins-det
LArGe: Background suppression using liquid argon (LAr) scintillation for 0$νββ$ decay search with enriched germanium (Ge) detectors
报道了在海德堡MPIK公司的19 kg液氩闪烁探测器中，对裸露的p型高纯锗二极管（HPGe）的测量结果。液态氩-锗系统（LArGe）作为4 $π$反康普顿谱仪操作以抑制HPGe中的背景。这项研究与发展是在GERDA实验的框架内进行的，该实验用富含$^{76}$ Ge的HPGe探测器寻找0 $νββ$衰变。这项工作的目标是开发一种新的方法来区分背景0 $νββ$搜索，这将最终允许调查的有效中微子质量的背景事件下降到逆质量等级规模。在低背景计数的其他应用是预期的。
2006-12-29 physics.ins-det
High-Pressure Gaseous Argon TPC for the DUNE Near Detector
DUNE近探测器设计由多个组件组成，每个组件的设计都是为了对振荡分析的通量和中微子相互作用系统不确定性产生互补约束。其中一个子探测器是磁化高压氩气体TPC（HPgTPC），它将在低密度探测器中提供细粒度的跟踪，使用与DUNE远探测器相同的靶核。由于其粒子探测的低动量阈值，HPgTPC将能够限制振荡分析中最关键的--也是最不容易理解的--不确定性之一：中微子-氩相互作用中的核效应。这些会议记录描述了HPgTPC的当前设计、物理目标和预期性能，以及费米实验室正在进行的研发工作，其中正在建造一个测试台TPC，并将在高达10个大气压的压力下运行。
2019-10-14 physics.ins-det
Cryogenic RPWELL: a novel charge-readout element for dual-phase argon TPCs
本研究首次实现低温RPWELL探测器在液氩饱和蒸气中运行，表征了其在90K、1.2bar条件下的电荷增益与抗放电稳定性，获得约17的最大稳定无放电增益，并展示了掺碳纳米管3D打印热塑性板的初步结果，为双相氩TPC提供了新型电荷读出方案。
2023-12-11 physics.ins-det
MPPC versus MRS APD in two-phase Cryogenic Avalanche Detectors
结合THGEM/GAPD倍增器的两相低温雪崩探测器（CRADs）已成为一种新兴的、有潜力的暗物质搜寻和中微子-核相干散射实验技术。在这样的倍增器中，使用盖革模式APD（GAPD）矩阵在近红外（NIR）中光学地记录THGEM空穴雪崩。为了选择合适的传感器，比较研究了Hamamatsu（MPPC）、CPTA（MRS APD）和SensL（SiPMs）等6种不同公司生产的GAPD在87 K氩气中两相CRADs中的低温性能。陶瓷封装的GAPD在低温下不能正常工作，而塑料封装的GAPD，即MPPC S10931- 100 P和MRS APD 149-35，在87 K下表现出令人满意的性能。此外，MPPC S10931- 100 P在更高的检测效率、更低的噪声率、更低的像素猝灭电阻和更好的特性再现性方面被证明是优越的。
2015-02-12 physics.ins-det
Optical fiber read-out for liquid argon scintillation light
在本文中，我们描述了一个光探测器的性能的Ar闪烁光的波长移动（WLS）光纤连接到硅光电倍增管（SiPM）。该装置被认为是用于直接在液态氩（LAr）中操作的高纯锗（HPGe）探测器的反康普顿否决。在一个约800 kg LAr的低温恒温器中测量了不同放射源的本底抑制效率。这项工作是GERDA实验的研发工作的一部分。
2016-06-14 hep-ex physics.ins-det
Room-temperature photonic quantum computing in integrated silicon photonics with germanium-silicon single-photon avalanche diodes
针对光子量子计算依赖低温超导探测器的问题，提出室温波导集成GeSi SPAD及空间复用型PNRAD，结合片上量子光源与可编程干涉回路，有望实现室温高性能光子量子计算。
2024-08-26 physics.ins-det quant-ph
Performance of Hamamatsu VUV4 SiPMs for detecting liquid argon scintillation
光信号的检测对于广泛的粒子探测器是至关重要的。特别是，真空紫外（VUV）光的有效检测将为目前正在开发的一些新型探测器提供新的机会，但在技术上具有挑战性。在这篇文章中，我们表征了滨松VUV 4硅光电倍增器（SiPMs）的性能，用于检测无波长漂移的真空紫外氩闪烁光。使用定制的低温放大器设计，我们操作两个模型的VUV4 SiPM内的液氩和彻底检查其直接灵敏度液氩闪烁。除了描述它们的低温性能，我们测量了光子探测效率的$14.7^{+1.1}_{-2.4}$ %和$17.2^{+1.6}_{-3.0}$ %在128 nm的这两个VUV 4模型在4 V的过电压操作，与主要的不确定性所产生的SiPM反射率的VUV光。
2022-05-16 physics.ins-det
The Photon-Assisted Cascaded Electron Multiplier: a Concept for Potential Avalanche-Ion Blocking
我们提出了一种光子辅助级联电子倍增器（PACEM），它具有潜在的气体辐射探测器中的离子回流阻塞：雪崩从第一个倍增阶段传播到连续的一个通过其光子，这反过来又诱导光电子发射从光电阴极沉积在第二倍增阶段，倍增过程可能会进一步继续通过电子雪崩传播。通过适当选择几何形状和场，光子介导级允许完全阻挡离子回流到第一元件中;因此，只有来自第一元件的离子将流回漂移区。PACEM概念在氙中操作的双MHSP（微孔和条形板）级联倍增器中得到验证，其中中间闪烁级提供约60的光学增益。双MHSP探测器的总增益超过10^4，对5.9 keV X射线的能量分辨率为18% FWHM。
2006-06-25 physics.ins-det
On the localization properties of an RPWELL gas-avalanche detector
本文研究了单元件电阻板阱探测器（RPWELL）的定域特性。该探测器包括一个单侧厚气态电子倍增器（THGEM），通过一个体积电阻率为10 $^{10}$ $Ω\cdot$ cm的掺杂硅酸盐玻璃板耦合到分段读出阳极。该探测器工作在Ne/（5 $\%$ CH $_4$）气氛中，在CERN SPS上用150 GeV μ子进行了研究。通过阳极读出条上的电阻板感应的信号用APV 25/SRS电子器件记录。实验结果与蒙特卡罗模拟的结果进行了比较。讨论了各种物理现象对位置分辨力的影响。在本配置中测得的位置分辨率为0.28 mm RMS -与倍增器的孔图案兼容。提出了提高探测器位置分辨率的可能途径。
2017-08-16 physics.ins-det
Advances in Cryogenic Avalanche Detectors
低温雪崩探测器（Cryogenic Avalanche Detectors，CRAD）是一种新型的惰性气体探测器，工作在低温下，探测介质为气态、液态或两相（液-气）状态。电子雪崩由微图案气体检测器（MPGD）倍增器提供，特别是在致密惰性气体中在低温温度下操作的GEM和THGEM。这类探测器的最终目标是为稀有事件实验和医学应用开发具有极限灵敏度的大容量探测器，如相干中微子-核散射、直接暗物质搜索、天体物理学（太阳和超新星）中微子探测实验和正电子发射断层成像技术。这篇综述是第一次尝试总结不同群体获得的CRAD性能的结果。一个简单的概述可用的CRAD概念也给出了最显着的CRAD物理效应进行了讨论。
2015-03-29 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Geiger-Mode Avalanche Photodiodes in Particle Detection
众所周知，在高于击穿电压的盖革模式下工作的雪崩光电二极管在皮秒范围内提供了几乎无限的灵敏度和时间精度，可用于单光子检测。然而，它们在粒子探测中的性能仍然未被探索。在这篇文章中，我们将展示我们已经采取的不同步骤，以证明盖革模式雪崩光电二极管在上述领域的效率。特别是，我们将提出一个1mmx1mm的像素阵列制造的标准CMOS技术的特性在测试光束。
2012-01-27 hep-ex physics.ins-det
Scintillation light detection in the long-drift ProtoDUNE-DP liquid argon TPC
ProtoDUNE-DP是一个6x6 x6 m3的液氩时间投影室（LArTPC），于2019-2020年在CERN的中微子平台上运行，作为DUNE远探测器的原型。DUNE是一个用于长基线中微子振荡研究、中微子天体物理学和核子衰变研究的双站点实验。这些探测器中的光信号对于提供精确的计时能力至关重要。在ProtoDUNE-DP中，宇宙μ子在LArTPC中产生的闪烁光由放置在距离相互作用点7 m处的光电倍增管（PMT）收集。闪烁光的产生和传播过程进行了分析，并与模拟进行了比较，提高了对一些液态氩特性的理解。
2021-06-29 hep-ex physics.ins-det
Design and operation of ARGONTUBE: a 5 m long drift liquid argon TPC
液态氩时间投影室（LArTPC）是未来大质量中微子观测站和质子衰变研究的主要探测器。在本文中，我们提出的设计和操作，以及实验结果ARGontube，LArTPC正在运行的AEC-LHEP，伯尔尼大学。该探测器的主要目标是证明在液氩中长距离电荷漂移的可行性。LArTPC技术的许多其他方面也进行了研究，如电压倍增器，以产生高电压的液氩（格雷纳赫电路），低温净化系统和应用的多光子电离液氩的紫外激光。第一次观测和研究了由宇宙μ子和紫外激光束脉冲引起的轨迹，漂移距离可达5米，这是迄今为止达到的最长距离。
2013-05-31 hep-ex physics.ins-det
Argon Purification Studies and a Novel Liquid Argon Re-circulation System
未来的巨型液态氩（LAr）时间投影室（TPC）需要纯度高于十亿分之0.1（ppb），以允许电离电子漂移，而不会被任何电负性杂质显著捕获。我们提出了一个全面的研究电负性杂质对气体和液体氩闪烁光的影响，各种净化化学品的功效分析，以及利物浦LAR设置，它利用了一种新的再循环净化系统。在空气、O_2、H_2O、N_2和CO_2中，0.01 ~ 1000 ppm的H_2O对氩闪烁光的影响最大，N_2的影响最小。此外，还建立了液氩中0.01 - 100 ppm O_2污染水平下慢组分衰变时间与总能量沉积之间的关联式。用BET等温线分析了分子筛对Ar气、N_2气和H_2O蒸气的吸附性能优于无水配合物。研究了Cu和P_2O_5在室温和-130 ° C下从1巴N_6氩气中去除O_2和H_2O杂质的效率。开发了一种新型的、高度可扩展的LAr再循环系统。完整的系统由一个在液体中运行的电动波纹管泵和一个净化筒组成，是在内部设计和制造的。该系统成功运行了许多天，实现了27升/小时的再循环率和高纯度。
2011-06-26 physics.ins-det
Performance study of a $3\times1\times1\mbox{ m}^3$ dual phase liquid Argon Time Projection Chamber exposed to cosmic rays
本文报道了用4吨（3 $\times$ 1 $\times$ 1~m $^3$）有效质量（体积）液态氩时间投影室（TPC）在双相模式下收集的宇宙线数据的分析结果。我们提出了一个详细的研究TPC的响应，其主要的检测器参数和性能。这些结果对于双相技术的理解和进一步发展非常重要，这要归功于对关键方面的验证，例如从液体到气体的电子提取及其通过整个一平方米读出平面的放大，增益稳定性，纯度和读出视图之间的电荷共享。
2021-04-16 hep-ex physics.ins-det
Low Gain Avalanche Detectors with Good Time Resolution Developed by IHEP and IME for ATLAS HGTD project
本文给出了由中国科学院高能物理研究所设计、中科院微电子研究所研制的50 μ m厚低增益雪崩探测器（LGAD）的模拟和测试结果。已经生产了三个晶片，每个晶片具有四种不同的增益层注入剂量。使用不同的生产工艺，包括n++层注入能量和碳共注入的变化。测试结果表明，增益层剂量越大，IHEP-IME传感器的击穿电压越低，增益层电压越高，这与TCAD模拟结果一致。Beta测试结果表明，IHEP-IME传感器在高电压下的时间分辨率优于35 ps，辐照前IHEP-IME传感器收集的电荷大于15 fC，满足ATLAS HGTD项目对辐照前传感器的要求。
2022-01-21 physics.ins-det
Commissioning and Performance of the ATLAS Liquid Argon Calorimeters
ATLAS液氩量热计系统由一个电磁桶式量热计和两个端盖组成，端盖分别装有电磁量热计、强子量热计和前向量热计。整个热量计系统的建设已于2004年年中完成。该探测器已与LAr在标称高电压下运行，并完全配备了读出电子设备。为数据收集和处理开发了在线软件、监测工具和离线信号重建。已进行了广泛的测试与校准脉冲，并已行使所有182468通道的电子校准计划。自2006年8月以来，宇宙μ介子数据已收集与ATLAS探测器系统的其余部分作为ATLAS调试计划的一部分。将由宇宙射线沉积的能量重建的LAr信号与从测量的探测器参数和校准脉冲导出的预测进行比较。检查了具有足够宇宙μ子的区域内探测器响应的均匀性。根据以前的光束测试和蒙特卡罗模拟，ATLAS物理的LAr量热计的预期性能，也进行了总结。
2008-10-06 physics.ins-det
Dynamics of the ions in Liquid Argon Detectors and electron signal quenching
在为暗物质和中微子物理学提出的未来大质量时间投影室的背景下，对液态氩中正电荷的动力学进行了研究。考虑到它们在液态氩中的小迁移率系数，离子相对于电子在活性体积中花费相当长的时间。正电荷密度可以通过在液体体积中注入由位于气体氩气中的电子倍增装置产生的离子而另外增加。离子电流对场均匀性的影响已经被评估，以及由于电子-离子沿漂移复合的电荷信号猝灭的概率。研究结果表明，一些潜在的问题，大量的探测器与漂移的许多米的表面上运行。
2017-03-31 hep-ex physics.ins-det
A novel technique for the measurement of the avalanche fluctuations of a GEM stack using a gating foil
我们发展了一种测量气体探测器雪崩涨落大小的新技术，该技术是利用为国际直线对撞机实验（ILD-TPC）中的时间投影室准备的门控装置（门控箔）实现的。除了门控功能之外，门控箔能够控制在气体放大之后检测到的漂移电子的平均分数。由脉冲UV激光器产生的电子-离子对的信号电荷宽度和形状（偏斜度）作为门控箔的传输速率的函数，可以用于确定单个电子的气体增益的相对方差。我们提出的测量原理和获得的结果，使用一堆气体电子倍增器（GEM）在Ar CF $_4$（3%）-异丁烷（2%）的气体混合物在大气压下操作。还讨论了雪崩涨落对ILD-TPC空间分辨率的影响。
2022-07-02 physics.ins-det
Efficient ion blocking in gaseous detectors and its application to gas-avalanche photomultipliers sensitive in the visible-light range
提出了一种用于气体雪崩探测器中离子阻挡的新概念，它包括级联的微孔电子倍增器和用于离子散焦的图案化电极。这导致在10^{-4}水平上的离子阻塞，在DC模式下，在适合于TPC和气态光电倍增管的操作条件下。在大气压Ar/ CH_{4}（95/5）双碱光电阴极级联可见光灵敏气体雪崩光电倍增管中验证了该概念。虽然在以前的作品高增益，在超过10^{5}，仅在脉冲门控级联GEM气体光电倍增管达到，本设备产生，第一次，在DC模式下，类似的增益。我们简要地描述了气体光电倍增管中电荷输运的物理过程和离子阻挡方法。本文给出了K-Cs-Sb、Na-K-Sb和Cs-Sb三种可见光灵敏光电阴极级联图形电极气体光电倍增管在直流工作模式下的离子回流分数和电子倍增的实验结果。
2008-04-28 physics.ins-det
X-ray ionization yields and energy spectra in liquid argon
本工作的主要目的是为基于液态Ar探测器的稀有事件低温雪崩探测器（CRADs）研究和其他实验提供液态Ar中X射线电离产额和能谱的参考数据。我们提出了两个相关的研究结果。首先，X射线复合系数的能量范围为10-1000 keV和电离产额在不同的电场，在0.6和2.3 kV/cm，在液体Ar的基础上的一个专门的实验结果。其次，在15-40 keV的能量范围内的脉冲X射线在液体Ar中的能量谱，在给定的实验中获得的，包括与两相CRAD，解释和比较使用计算机程序计算，以正确地确定吸收的X射线能量。首次系统地给出了液态Ar的X射线复合系数和电离产额。
2016-01-20 physics.ins-det
Measurements of ion mobility in argon and neon based gas mixtures
由于气体检测器在高初级电离速率下操作，因此检测器中产生的离子对检测器的性能具有相当大的影响。升级后的ALICE时间投影室（TPC）将在LHC运行$\,3$期间运行，漂移体积中有大量的正离子空间电荷密度。为了正确地模拟这种空间电荷，需要了解离子迁移率$K$。为此，一个小型的气体检测器的构建和各种气体混合物的离子迁移率进行了测量。为了验证相应的信号分析，进行了仿真。显示了具有不同$\textrm{CO}_2$分数的几种氩和氖基混合物的结果。随着含水量的增加，测量到$K$的减少。
2016-05-26 hep-ex physics.ins-det
Pulse-shape discrimination and energy resolution of a liquid-argon scintillator with xenon doping
液氩闪烁探测器用于基础物理实验，并正在考虑用于安全应用。先前的研究已经表明，添加少量的氙掺杂剂改善了光或信号产率、能量分辨率和粒子区分方面的性能。在这项研究中，我们研究了探测器的响应氙掺杂剂浓度从9 +/- 5 ppm到1100 +/- 500 ppm氙（按重量计）在6个步骤。3.14升检测器使用四苯基丁二烯（TPB）波长移位器与双光电倍增管，并在单相模式下运行。使用掺杂剂后，γ射线相互作用信号产率从4.0 +/- 0.1光电子/keV提高到5.0 +/- 0.1光电子/keV。掺杂后662 keV能量分辨率从（4.4 +/- 0.2）%（σ）提高到（3.5 +/- 0.2）%（σ）。脉冲形状歧视性能大大降低，在第一次加入掺杂剂，略有改善，与额外的添加，然后迅速改善我们的掺杂剂范围的末端附近，与性能变得比纯氩在最高测试掺杂剂浓度略好。观察到随着掺杂剂浓度的增加中子闪烁效率降低的一些证据。最后，TPB区域外的波形形状进行了讨论，这表明氙产生的光的波形的贡献主要是在慢分量的最后一部分。
2014-04-21 physics.ins-det
Development of the Pixelated Photon Detector Using Silicon on Insulator Technology for TOF-PET
为了测量闪烁体中的光发射模式，要求光电探测器具有更高的灵敏度和更快的响应速度。例如单光子雪崩二极管（SPAD），常规像素化光电探测器在盖革雪崩倍增下操作。然而，SPAD的高增益似乎很有吸引力，单位面积的光子探测效率低。这一弱点主要是由盖革雪崩机制引起的。为了克服这些困难，我们采用绝缘体上硅技术（SOI-Plaid）设计了像素化线性雪崩积分探测器。为了避免暗计数噪声和死区时间来自淬火电路，我们计划使用APD在线性乘法模式。SOI技术使读出电路和APD层实现叠层，在线性APD增益较小的情况下，实现高速低噪声信号读出。本研究利用SOI制程设计线性APD。设计了线性APD的测试元件组，考察了线性APD的最佳结构。
2015-07-24 physics.ins-det
Operation of a double-phase pure argon Large Electron Multiplier Time Projection Chamber: comparison of single and double phase operation
我们建造并运行了一个双相（液-汽）纯氩大电子倍增器时间投影室（LAr LEM-TPC），灵敏面积为10 × 10 cm $^2$，漂移长度可达30 cm。LEM是一种宏观空穴电子倍增器，采用标准PCB技术构建：漂移电子从液相提取到气相，并被驱动到LEM的空穴中，在那里发生倍增。移动的电荷在阳极和LEM电极上感应出信号。上LEM和阳极的正交分割的上表面允许电离事件的X-Y空间坐标的重建。该探测器配备了浸没在液体中的光电倍增管，用于触发电离事件和氩气净化电路，以确保长漂移路径。宇宙μ介子轨迹已被记录，探测器的进一步表征正在进行中。我们相信，这一原则的证明是一个重要的里程碑，在实现非常大，长漂移（成本效益）LAR探测器的下一代中微子物理和质子衰变实验，以及直接搜索暗物质与成像设备。
2009-07-16 physics.ins-det
A versatile cryogenic system for liquid argon detectors
使用液相惰性气体作为探测介质的直接暗物质搜索探测器需要与液化、净化和再循环系统耦合。一个专用的低温系统已组装和运行在INFN那不勒斯低温实验室的目的是净化和纯化的氩用作液态氩探测器中的活性靶，以研究闪烁和电离信号检测的大型SiPM阵列。低温系统主要由一个承载探测器的双壁低温恒温器、一个将杂质降低到十亿分之一水平以下的净化级、一个用于净化氩气的冷凝器、一个连接到低温恒温器的再循环气体面板以及一个定制的气体泵组成。低温系统的主要特点，以及性能，长期运行和稳定性方面的最相关的热力学参数的报告。
2022-12-05 hep-ex physics.ins-det
A novel technique for the measurement of the avalanche fluctuation of gaseous detectors
我们发展了一种用紫外激光测量气体探测器雪崩涨落的新技术。这项技术很简单，只需要大约10分钟的时间。此外，它适用于相对较低的气体增益。我们的实验装置以及测量原理，并与气体电子倍增器（GEMs）在几种气体混合物中操作的堆栈所获得的结果。
2023-03-21 hep-ex physics.ins-det
Commercially available Geiger mode single-photon avalanche photodiode with a very low afterpulsing probability
后脉冲是基于固体半导体雪崩光电二极管的光子计数探测器在盖革模式下存在的主要技术缺陷之一。后脉冲的水平主要取决于半导体的类型、掺杂浓度和温度，并且与暗计数一起呈现额外的噪声源。与随机出现的暗计数不同，暗计数与先前的检测时间相关。对于依赖于定时信息的测量，后脉冲可以产生假信号并降低灵敏度。在这项工作中，我们测试了一种新的宽带灵敏APD，是专为子盖革雪崩增益操作。我们发现，这种APD，它具有典型的单光子探测光电二极管的穿透几何形状，也可以在盖革模式下工作，具有可用的检测灵敏度和可接受的暗计数水平，同时表现出独特的低后脉冲。在10V过电压下，测试样品的后脉冲系统地小于0.05%。
2015-05-17 physics.ins-det quant-ph
Scintillation light detection in the 6-m drift length ProtoDUNE Dual Phase liquid argon TPC
深地下中微子实验（DUNE）是长基线中微子振荡研究、中微子天体物理学和核子衰变研究的前沿实验。ProtoDUNE-Dual Phase（DP）是一个6x6 x6 m $^3$液氩时间投影室（LArTPC），于2019-2020年在CERN中微子平台上运行，作为DUNE远探测器的原型。在ProtoDUNE-DP中，LArTPC中宇宙μ子产生的闪烁和电致发光由放置在离电离轨道7米远的光电倍增管收集。在本文中，我们提出了性能的ProtoDUNE-DP光子探测系统，比较不同的波长移动技术和使用的氙掺杂LAr作为一个有前途的选择，为未来的大型LArTPC。闪烁光的产生和传播过程进行了分析，并与模拟进行了比较，提高了对液态氩特性的理解。
2021-11-18 hep-ex physics.ins-det
Analysis of a Large Sample of Neutrino-Induced Muons with the ArgoNeuT Detector
ArgoNeuT或氩中微子测试，是一个170升的液态氩时间投影室，旨在收集费米国家加速器实验室的NuMI束的中微子相互作用。ArgoNeuT于2009年9月至2010年2月在MINOS近距离探测器的NuMI低能束线上运行，在此期间收集了数千个中微子和反中微子事件。MINOS近探测器用于测量ArgoNeuT下游的μ子。虽然ArgoNeuT主要是一个研发项目，但收集的数据提供了一个独特的机会来测量0.1-10 GeV能量范围内的中微子截面。从这些相互作用中完全重建μ子对于这些测量是必不可少的。本文主要研究中微子诱导的贯通μ子径迹的完整运动学重建。对最小电离径迹的高统计样本的分析证明了ArgoNeuT探测器中几何和量热重建的可靠性。
2012-09-14 hep-ex physics.ins-det
Low Gain Avalanche Detectors for the HADES reaction time (T$_0$) detector upgrade
低增益雪崩探测器（LGAD）技术已被用于设计和建造的时间零点探测器的原型实验，利用质子和π介子束与高接受度双电子光谱仪（HADES）在德国达姆施塔特的GSI。LGAD的性质已经在德国于利希的COSY同步加速器（COSY）设施中用质子束进行了研究。我们已经证明，系统的基础上的原型LGAD在室温下工作，并配备了领先的歧视达到低于50 ps的时间精度。本文介绍了它在HADES中的应用、实验条件以及质子束的测试结果。
2020-07-21 nucl-ex physics.ins-det
Characterization of a commercially available large area, high detection efficiency single-photon avalanche diode
我们表征了一种新的商业，背照式穿通硅单光子雪崩光电二极管（SPAD）SAP 500（激光元件。Inc.），以盖革模式操作，用于光子计数。我们表明，对于这种传感器的暗计数，检测效率，afterpulsing，过电压和工作温度之间存在显着的相互作用，有时需要一个精心的优化为特定的应用程序。我们发现，一个大的平坦的平台的敏感区域的直径约为0.5毫米，峰值量子效率为73%，在560 nm和定时精度下降到150 ps的半高宽是该SPAD的主要特点。
2013-11-08 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Study of infrared scintillations in gaseous and liquid argon - Part I: methodology and time measurements
本文介绍了一种利用盖革模式APD（GAPD）对近红外（NIR）和脉冲X射线辐射敏感，测量气态和液态Ar中近红外光谱的方法。这项研究已经引发了低温雪崩探测器（CRADs）的发展与光学读出在近红外使用组合THGEM/GAPD倍增器，这可能是在相干中微子核散射和暗物质搜索实验的需求。本文提出了一种新的低温近红外闪烁产额测量方法，即采用具有时间分辨的单光子计数模式的GAPD。在中等电场（电致发光）下，在气态和液态Ar中测量了初级和次级近红外发光的时间结构及其光产额。
2012-04-01 hep-ex physics.ins-det
Impact of the positive ion current on large size neutrino detectors and delayed photon emission
考虑到它们在液氩中相对于电子的小的迁移率系数，离子在活性体积中花费相当长的时间。在中微子物理学的大量氩实验中，我们研究了液态氩时间投影室中正离子流的效应。自由离子和电子之间的不断复合产生电荷信号的猝灭和光子的不断发射，在时间和空间上与物理相互作用无关。这些预测证明了对多吨级氩探测器的一些潜在担忧，特别是当在地面上操作时
2017-12-21 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Measurement of photoelectron yield of the prototype for the CDEX-10 liquid argon detector
中国暗物质实验（CDEX）是中国锦屏地下实验室（CJPL）的一个低本底实验，旨在用高纯锗（HPGe）探测器直接探测暗物质。在第二阶段CDEX-10中，采用10 kg锗阵列探测器系统，提出了液氩（LAr）反康普顿主动屏蔽和冷却系统。为了研究LAr探测器的性能，建立了一个具有7升液态氩的有效体积的原型并进行了操作。光电子产额作为原型探测器的一个重要参数，已测得为0.051-0.079 p.e./ keV的662 keV伽马线在不同的位置。模拟结果与实验结果吻合较好，为进一步研究Ar_2准分子的存活率、128 nm光子在液氩中的吸收长度、Teflon的反射率等重要参数提供了依据。
2016-01-28 hep-ex physics.ins-det
