Single-shot MHz velocity-map-imaging using two Timepix3 cameras
我们展示了事件驱动的Timepix3为基础的探测器结合双面速度图成像光谱仪记录在自由电子激光设施FLASH带电粒子的完整的3D动量的应用。我们使用250 kHz FLASH脉冲测量了XUV诱导的$\text{N}_2$的碎裂，具有亚像素的空间分辨率和高达1.7 ns的光电子时间分辨率。为了进一步证明该相机在更高重复率下的能力，我们测量了He（$1s$）光电子的单次拍摄图像，重复率为1 MHz。总的来说，与Timepix3相机，我们克服了标准相机技术的限制，先进的成像实验，要求高事件率和高时空分辨率。
2021-11-29 physics.atm-clus physics.ins-det
A low-energy MHz repetition rate short-pulse electron gun
本文介绍一种MHz重复频率、纳秒脉冲的低能量电子枪，利用Pierce栅极与阳极结合提取电子，并通过高速栅极脉冲产生小于5ns的脉冲，已用(e,2e)谱仪验证并用于飞行时间衰减测量。
2024-02-05 physics.atom-ph physics.ins-det
A simulational study of the indirect geometry neutron spectrometer, BIFROST at the European Spallation Source, from neutron source position to detector position
欧洲散中子源（ESS）旨在成为世界上最强大的散中子源，并在未来几十年内成为中子科学的旗舰。异常高的中子通量将为科学实验提供独特的机会，但也对探测器提出了很高的要求。最具挑战性的方面之一是速率能力，特别是峰值瞬时速率能力，即在中子脉冲的峰值处每个通道或cm $^2$撞击探测器的中子数。本文的主要目的是估计事件率，预计为ESS计划的BIFROST仪器，并演示使用强大的模拟工具，正确解释晶体材料中的中子输运。一个完整的仿真模型的仪器从源到检测器的位置，实现了使用多个仿真软件包。对于一个单一的检测管的瞬时入射率与最大的1.7 GHz的布拉格峰从单晶，和0.3 MHz的钒samples.This还包括一个新的热解石墨模型的首次应用，并比较不同的模拟工具，以突出其优点和缺点。
2020-11-09 physics.ins-det
A Spread-Spectrum SQUID Multiplexer
过渡边缘传感器（TES）是一种成熟的高分辨率X射线光谱仪技术，其效率远高于光栅和晶体光谱仪等色散光谱仪。随着更大阵列的开发，在MHz频率下工作的时分复用方案正被在GHz频率下使用频分复用的微波SQUID复用器所取代。然而，微波SQUID可实现的复用因子受到X射线脉冲前沿的高转换速率的限制。在本文中，我们提出了一种新的复用方案的高转换率TES X射线量热计：扩频SQUID复用器，它有可能使更高的复用因子，特别是在应用中具有较低的光子到达率。
2018-06-07 cond-mat.supr-con physics.ins-det
Real-time Data Acquisition and Processing System for MHz Repetition Rate Image Sensors
粒子加速器的优化目标之一是达到尽可能高的束流峰值电流。为了实现这一点，通过加速器传播的电子聚束应该沿着其行进方向保持相对较短。为了更好地理解束流的组成，重要的是评估沿微米级包的电荷分布。电光探测器（EOD）的任务是在激光脉冲的光谱上压印光束电荷轮廓。然后用基于衍射光栅的分光计提取电荷分布的实际测量值。本文重点介绍了所研制的高速光学测线仪（HOLD）数据采集和处理系统。它是一个1D图像采集系统，解决了与使用FPGA器件捕获，缓冲，处理和传输大数据流相关的几个挑战。它基于AXI接口实现了延迟优化的自定义架构。HOLD器件实现为FPGA夹层卡（FMC）载体，具有单个高引脚数连接器，用于托管KIT KERO PSO检测器。本文提出的解决方案可能是世界上最快的线阵相机之一。由于其定制架构，它能够捕获每秒至少10倍以上的帧比最快的可比商用设备。
2018-06-27 physics.ins-det
The aerogel threshold Cherenkov detector for the High Momentum Spectrometer in Hall C at Jefferson Lab
我们描述了一种新的气凝胶阈值切伦科夫探测器安装在HMS光谱仪在大厅C在杰斐逊实验室。2003年的Hall C实验计划需要一个改进的粒子识别系统来更好地识别π/K/P，这是通过安装额外的阈值切伦科夫计数器来实现的。n=1.03和n=1.015的两种气凝胶在1-5 GeV/c动量范围内对质子和K介子的截留率分别达到10^{-3}和10^{-2}，π介子探测效率优于99%（97%）。由于漫射光收集技术，检测器响应没有显示出显著的位置依赖性。扩散箱配备有16个Photonis XP 4572 PMT。饱和光电子的平均数分别为~16和~8。在阈值附近，适度的颗粒识别是可行的。
2004-11-16 physics.ins-det
Potential of a Superconducting Photon Counter for Heterodyne Detection at Telecommunication Wavelength
在这里，我们报告成功操作的NbN薄膜超导纳米线单光子探测器（SNSPD）在相干模式（作为混频器）在电信波长为1550 nm。提供几个皮瓦量级的本振功率，我们实际上能够达到量子噪声限制的灵敏度。中频增益带宽受探测器单光子响应脉冲谱带的限制，与探测器尺寸成正比。我们观察到7x7 um^2和3x3 um^2器件的增益带宽分别为65 MHz和140 MHz。所需的本振功率和较宽的增益和噪声带宽以及不需要任何低噪声放大，为光子计数外差式百万像素阵列的开发提供了可能性。
2016-09-07 physics.ins-det
Low-cost open-source high-frequency portable pulse counter for Raspberry Pi and its application to Xray transmission rate measurement
负担得起的仪器电子设备在学术界发挥着至关重要的作用，因为现在的研究预算很紧张。本文介绍了一种低成本的基于Raspberry Pi的开源便携式高频脉冲计数器。虽然它被设计为$ 2 $信道计数器，但它可以很容易地修改为$ 4 $信道计数器。它为实验设置集成提供继电器控制接口，并对高达$ 10 $ MHz频率的脉冲进行计数。通过X射线透射率测量实验验证了该系统的准确性。
2019-11-19 physics.ins-det
Timing performances of a Time-of-Flight detection system for the FRACAS large acceptance mass spectrometer
在这项工作中，我们报告的时间飞行时间（TOF）装置的FRACAS大接受质谱计的时间性能，旨在测量的$^{12}$ C束强子治疗的碎裂截面。TOF系统由平行板雪崩计数器和闪烁探测器组成，用于创建用于碎片电荷识别过程的所谓的$Δ$ E-TOF图。从α源和$^{12}$ C束实验的测试中，我们测量到该装置的符合分辨时间低于300 ps。这些结果应导致在最终的设计，以确定所有的碎片产生的相互作用的$^{12}$ C离子与薄靶的能量高达400兆电子伏/核子。
2020-02-12 nucl-ex physics.ins-det
The Application of VMM3A Readout for Multi-Grid Neutron Detectors
针对欧洲散裂源T-REX中子谱仪的多栅格探测器，研究测试了基于VMM3A ASIC的读出方案，测量了原型的脉冲高度位置依赖性与探测效率，并与Garfield++、Geant4模拟结果对比，验证VMM3A的适用性。
2025-10-02 physics.ins-det
The K1.8BR spectrometer system at J-PARC
在J-PARC强子大厅的次级束线K1.8BR上设计并建造了一套新的谱仪系统，用于研究$\bar K N$相互作用和$\bar K$ -核束缚系统。该谱仪由高精度束线谱仪、液体$^3$ He/ $^4$ He/D $_2$靶系统、围绕靶以探测来自靶区域的衰变粒子的圆柱形探测器系统和位于靶位置下游15 m处的$\sim$的中子飞行时间计数器阵列组成。详细的设计，施工和性能的检测器组件进行了说明。
2012-11-21 nucl-ex physics.ins-det
The GlueX Start Counter Detector
介绍了GSTX启动计数器探测器的设计、模拟、制造、校准和性能。启动计数器的设计工作在集成速率高达9 MHz的时间分辨率范围为500至825 ps（半高宽）。启动计数器提供了出色的立体角覆盖范围，高度的背景抑制分割，并可用于实验的1级触发。它由一个圆柱形阵列的30个薄散热器与尖端弯曲的光束线在下游端。磁场不敏感的硅光电倍增器探测器被用作光传感器。
2019-01-09 nucl-ex physics.ins-det
The HeRSCheL detector: high-rapidity shower counters for LHCb
HeRSCheL探测器由一组闪烁计数器组成，旨在增加LHCb实验在主光谱仪两侧高快度区域的覆盖范围。新的探测器提高了LHCb用于衍射相互作用研究的能力，特别是中央独家生产。本文介绍了HeRScheL的结构、安装、调试和性能。
2018-06-04 hep-ex physics.ins-det
Neutron Energy Spectrum Measurements with a Compact Liquid Scintillation Detector on EAST
在EAST装置上采用EJ 301液体闪烁体中子探测器测量了D-D聚变等离子体的中子能谱。该探测器的特点是仔细在不同的准单能中子场产生的4.5 MV的范德格拉夫加速器。在最近的实验活动中，由于EAST的中子产额低，设计了一种新的屏蔽装置，并将其放置在尽可能靠近托卡马克的位置，以提高谱仪的计数率。用液体中子能谱仪测量了中子和γ射线的注量，与3 He正比计数器和NaI（Tl）γ射线能谱仪测量结果一致。等离子体离子温度值推导出从低杂波注入和离子回旋共振加热放电中的中子谱。用蒙特卡罗输运程序模拟了散射中子能谱，并通过低能脉冲高度测量得到了很好的验证。
2013-04-27 nucl-ex physics.ins-det
Recent Progress on the GAPS Time of Flight System
通用反粒子谱仪（英语：General AntiParticle Spectrometer，缩写：GAPS）是一种球载宇宙射线反物质实验，使用奇异原子技术，消除了传统磁谱仪使用的强B场的要求。它将对反氘核敏感，其动能为0.05-0.25 GeV /核子，这是间接暗物质探测的高度积极的候选者。此外，GAPS将提供$0.07<T<0.25$ GeV反质子谱的新信息。GAPS设计基于锂漂移硅跟踪器和塑料闪烁体飞行时间（TOF）系统。后者是本文的重点。目前，TOF系统包括由132个计数器组成的覆盖38 $^2$面积的外部“伞”和具有64个计数器和15 $^2$面积的几乎密封的内部“立方体”。柜台将采用创新的碳纤维结构机械固定在吊舱上。196个计数器的每一端将使用基于硅光电倍增器（SiPM）的模拟前端读出，该模拟前端具有高增益定时通道和低增益触发通道。高增益通道通过使用DRS-4 ASIC的定制读出板进行采样和数字化。本地触发器监控所有392个计数器端的多个可编程阈值水平。主触发器分析本地触发器命中模式，并启动感兴趣事件的TOF读出。然后，中央计算机分析和估计关键的可观测数据。本文总结了TOF系统的设计、性能和原型开发，以及2019年和2020年系统建设和集成的前进道路。
2020-01-29 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
The LHCb Upgrade
LHCb实验的目的是对CP破坏进行高精度测量，并利用LHC产生的涉及美夸克和魅夸克的巨大通量来寻找新物理。从2010年和2011年收集的数据中获得的运行和结果表明，探测器是稳健的，运行良好。然而，如果不改进探测器，就无法克服每标称年1 fb^-1数据的限制。因此，我们计划在2018年之前升级光谱仪，其读数为40 MHz，基于软件的触发系统更加灵活，这将提高数据速率和效率，特别是在强子通道中。在这里，我们提出了LHCb探测器升级计划，基于意向书和框架技术设计报告。
2013-10-01 hep-ex physics.ins-det
Development and commissioning of the Timing Counter for the MEG Experiment
MEG（Mu to Electron Gamma）实验的定时计数器被设计为在寻找衰变$μ^+ \rightarrow e^+γ$的过程中传递触发信息并精确测量$e^+$的定时。它是磁谱仪的一部分，中心是$μ^+$衰变靶。它由两个扇区的上游和下游的目标，每个有两层：内一个由APD读出的触发和跟踪重建的反射纤维制成，外一个由PMT读出的触发和时间测量的反射条组成。文中介绍了探测器的设计准则、获得的性能和调试情况。
2012-02-04 hep-ex physics.ins-det
Digital Electronics for the Pierre Auger Observatory AMIGA Muon Counters
“俄歇μ子和地面阵列填充”（AMIGA）项目为皮埃尔俄歇天文台提供直接μ子计数能力，并将其能量探测范围扩展到0.3 EeV。它目前由61个探测器对（切伦科夫表面探测器和埋μ子计数器）分布在一个750米的三角形网格上的23.5平方公里的区域。每个计数器依赖于分段的闪烁体模块，该闪烁体模块在给定时隙在每个闪烁体段上存储逻辑“0”和“1”的训练。μ子计数器数据以320 MHz进行采样和存储，从而允许检测单个光电子和实施离线触发器，该离线触发器旨在减轻多像素PMT串扰和暗速率不良效应。采集由围绕低功耗Cyclone III FPGA构建的数字电子设备执行。本文介绍了数字电子学设计，内部和外部同步方案，硬件测试，并从天文台的第一个结果。
2014-01-14 astro-ph.IM physics.ins-det
40 Gbps Readout interface STARE for the AGATA Project
先进伽马跟踪阵列（AGATA）多探测器光谱仪将为研究质子和中子滴线上的奇异核物质（极不平衡的质子（Z）和中子（N）数）和超重核的性质提供精确的信息。这是利用最新的粒子加速器技术完成的。AGATA光谱仪由180个高纯度锗探测器组成。每个探测器被分割成38段。非常苛刻的项目要求是在高探测器计数率（50 Kevents / sec / crystal）下以非常高的分辨率（< 1x 10 - 3）测量伽马射线能量。这导致每个晶体的数据传输速率非常高（5至8 Gbps）。在100 MHz下以14位分辨率对38个段进行采样。样本被连续传输到CAP模块，该模块将数据速率从64 Gbps降低到5 Gbps。CAP模块还添加连续监控数据，使总传出数据速率达到10 Gbps。STARE模块被设计成安装在CAP模块和计算机群之间。它将打包来自CAP模块的数据，并使用10 Gbps UDP连接将其传输到服务器群，并实施交付保险机制以确保所有数据都被传输。
2020-11-10 eess.SP nucl-ex physics.ins-det
