Optical characterization of wavelength-shifting and scintillating-wavelength-shifting fibers
本文比较了两种新型波长转换纤维的光学特性，发现长波长下衰减长度增加，而短波长衰减效应减弱，同时环境折射率影响光收集效率。
2025-12-20 hep-ex physics.ins-det
Development of the Scintillating Fiber Timing Detector for the Mu3e Experiment
我们提出并讨论了一个紧凑的双折射光纤（科幻）探测器的发展和性能，用于在非常高的粒子速率的Mu 3e实验中使用的定时。SciFi探测器的两端均采用多通道硅光电倍增管（SiPM）阵列进行读取，以实现最佳的定时性能。Mu 3e是Paul Scherrer研究所正在准备的一项新实验，旨在使用世界上最强的连续表面μ子束在罕见的无中微子μ子衰变μ-> μ中寻找带电轻子味违反。Mu 3e探测器基于薄的高压单片有源硅像素传感器（HV-MAPS），用于非常精确的跟踪，并结合耦合到SiPM的反射光纤和反射瓦片，用于精确的定时测量，它被设计为在非常高的强度下工作。为了使这种罕见的μ-> μ介子衰变的单粒子灵敏度达到10^-16，必须将所有本底都剔除到远低于这个水平的水平。为了抑制所有形式的偶然背景，已经开发了具有250 ps的时间分辨率、超过96%的效率和100微米的空间分辨率的非常薄的科幻探测器（厚度<辐射长度X_0的0.2%）。在本文中，我们报告的发展，建设和性能的SciFi探测器。不同类型的增强纤维已经过评估，各种组装程序已经过测试，以达到最佳性能。紧凑的尺寸、快速的响应、良好的定时、高空间分辨率、对磁场不敏感以及适应性强的几何形状使SciFi探测器适合于各种应用。
2022-08-21 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 evaluation of compact plastic scintillating fiber modules for muon tomography applications
Shandong University（山东大学）；Shandong Institute of Advanced Technology（山东高等技术研究院）
本文评估了四种紧凑型塑料闪烁纤维模块的性能，采用硅光电倍增阵列实现高检测效率和空间分辨率，适用于μ子成像应用。
2025-12-01 hep-ex physics.ins-det
A high resolution scintillating fiber tracker with SiPM readout
提出了一种新型的模块化高分辨率带电粒子跟踪探测器设计，该探测器采用直径为$250μm$的圆形扩散光纤和SiPM阵列进行读出。纤维模块由8层128根纤维组成，通过碳纤维/ Rohacell泡沫结构进行机械稳定。使用直径为$300μm$和两种类型的硅光电倍增器的双折射光纤的原型已于2006年10月下旬在欧洲核子研究中心的T9 PS束线上在$10GeV$质子束中进行了测试。我们提出了测量的空间分辨率，效率和信噪比为这种设置。这种跟踪器概念的优点是具有低材料预算的紧凑和模块化设计，并且取决于硅光电倍增管的质量，只有很少或没有冷却要求。
2007-03-15 physics.ins-det
A Scintillating-fiber Beam Profile Monitor for the DAFNE BTF
设计、制造和测试了一种用于监测DAFNE电子束位置和大小的光纤束轮廓探测器，DAFNE是最近在弗拉斯卡蒂LNF投入使用的电子束测试设备。探测器的构造和组装的描述，以及在2003-2004年运行期间取得的结果，在这里报告。
2004-11-25 physics.ins-det
Ultra-Low Index and Rad-Hard Total Internal Reflection Claddings for High Numerical Aperture Scintillating, Waveshifting, Cerenkov, or Clear Optical Fibers, Capillaries, and Plates
描述了由纳米多孔氧化铝（蓝宝石）组成的新型低折射率（n小于1.3）/高光捕获覆层膜，其通过铝的受控阳极化形成。这些膜在机械上是硬的，本质上是非常抗辐射的，并且具有足够小的折射率n，以使波移或折射光纤以及透明塑料、玻璃或石英芯光纤的光捕获增加三倍。低折射率使水切伦科夫光的光管道成为可能。应用于能量，强度和宇宙/天体粒子探测器。
2013-08-01 physics.ins-det
Gross beta determination using a scintillating fiber array detector for drinking water
为实现对饮用水中放射性活度的实时监测，研制了一套光纤阵列总β测量系统。该探测器由1,096根光纤组成，光纤的两端连接一个光电倍增管，它们被放置在一个不锈钢槽中。对检测器的工作电压、本底计数率和稳定性等参数进行了测试，并以氯化钾标准溶液对检测效率进行了标定。经实验，本探测器的本底计数率为38.31 cps，对$β$粒子的探测效率为0.37 cps/Bq/L，无需预浓缩，100 min内即可达到对$β$粒子1.0 Bq/L的探测限。
2017-07-18 physics.ins-det
Measurement of the neutron detection efficiency of a 80% absorber - 20% scintillating fibers calorimeter
在乌普萨拉Svedberg实验室的中子束上测量了由直径为1 mm的铅/铋结构中嵌入的膨胀纤维制成的取样量热计的中子探测效率。相对于具有相同厚度的体相有机闪烁体探测器，观察到探测效率的显著增强。
2010-09-21 physics.ins-det
Angular Reconstruction of a Lead Scintillating-Fiber Sandwiched Electromagnetic Calorimeter
提出了一种新的三维成像电磁量能计（ECAL）入射位置重建方法--邻元沉积能量比（NCDER），并将该方法应用于AMS-02的ECAL实验束数据重建。结果表明，该方法对光子方向的角分辨率为7.36 \pm 0.08 / \sqrt（E）\oplus 0.28 \pm 0.02度，比通常采用的重心法（COG）的角分辨（8.4 \pm 0.1 /sqrt（E）\oplus 0.8 \pm 0.3度）有很大提高。此外，由于它只利用了电磁簇射的性质，这种新方法也可用于其他类型的细颗粒取样量热计。
2013-08-26 hep-ex physics.ins-det
A Fiber Detector Radiation Hardness Test
强流146 MeV/c的π介子束被阻挡在一个由12个平面组成的16个像元的衍射光纤探测器中，每个像元由8 × 8个直径为500 mkm的衍射光纤密集排列而成。探测器的中心被照射了52小时，超过1 Mrad。在照射之前和照射之后，检测器暴露于粒子束以比较相应的光输出。在接下来的三个月里，继续使用宇宙射线进行这项研究。考虑到5- 10%的测量误差，未发现损坏。相比之下，9 cm深的有机玻璃降解器在照射区域中变得不可逆地不透明。
1999-07-13 hep-ex physics.ins-det
Rotating-slit scintigraphy using scintillating glass fibers: First results
在本文中，我们提出了一种利用平行狭缝准直器和一束平行于狭缝并随狭缝旋转的平行玻璃纤维来进行小器官成像的方法，一个耦合到纤维末端的增强型CCD在每个旋转角度采集事件的积分图像。最后的图像是由一个反投影程序计算。相对于传统的全息照相法，该方法的优点是：不受计数率的限制，提高了探测效率1 ~ 2个数量级，提高了空间分辨率，消除了视差误差，剔除了伪事件，无需能量分析。模拟和第一次实验结果显示。
2010-04-21 physics.ins-det
Digital signal processing for a thermal neutron detector using ZnS(Ag):6LiF scintillating layers read out with WLS fibers and SiPMs
我们提出了一个数字信号处理系统的基础上，光子计数的方法，我们开发的热中子探测器组成的ZnS（Ag）：6LiF掺杂层读出的WLS光纤和SiPM。已经评估了三种数字滤波器：移动和、微分后的移动和以及数字CR-RC^4滤波器。给出了采用这些滤波器的检测器的性能。采用CR-RC^4滤波器的全模拟信号处理已进行了数字仿真。用这种模拟方法获得的检测器性能与最佳性能的数字方法获得的一个比较。
2015-06-29 physics.ins-det
A Scintillating Fiber Tracker With SiPM Readout
我们提出了一个原型的第一个跟踪探测器组成的250微米薄的光纤和硅光电倍增器（SiPM）阵列。该探测器采用模块化设计，每个模块由两个100微米薄碳纤维蒙皮之间的10 mm Rohacell泡沫机械支撑结构组成。支撑结构的顶部和底部都粘有五层增强纤维。具有250微米的通道间距的SiPM阵列被放置在光纤前面。我们展示了使用Bicron BCF-20和Kuraray SCSF-81 M型多包光纤的第一个模块原型的结果，这些光纤由FBK-irst/INFN Perugia的新型32通道SiPM阵列以及Hamamatsu生产的32通道SiPM阵列读出。空间分辨率为88微米± 6微米，平均探测光子数为10个/最小电离粒子。
2008-12-02 physics.ins-det
Characterization of a scintillating fibers read by MPPC detectors trigger prototype for the AMADEUS experiment
多像素光子计数器（MPPC）由数百个工作在盖革模式下的微型硅雪崩光电二极管（APD）组成。高增益和低噪声，典型的这些设备，连同它们在磁场中的良好性能，使它们成为理想的读出探测器，用于在粒子和核物理实验中作为触发探测器，如AMADEUS，其中这种探测器计划用于触发带电的K介子对。为了研究这种系统的检测效率，在瑞士Villigen的Paul Scherrer研究所（PSI）的piM-1生产线上测试了由32.1mm直径的双折射光纤组成的原型装置，该双折射光纤布置在两个双层中，每个双层16根光纤，并由64个MPPC用专门构建的读出电子器件读出。在动量为440 MeV/c的质子、电子、μ子和π子束上测量了探测效率和触发能力。测量的质子的平均效率为双层的增透纤维（96.9 +/-1.2%）代表了该系统作为AMADEUS实验的触发器的良好性能的保证。
2013-05-07 physics.ins-det
A helical-shape scintillating fiber trigger and tracker system for the DarkLight experiment and beyond
在低能量下寻找标准模型之外的新物理学有着有趣的可能性。例如，最近的6.8 $σ$异常报告中的不变质量的$e^+e^-$对从$^8\text{Be}$核跃迁和μ子g-2的预测值和测量值之间的差异给予强烈的动机，一个亲质子的第五力模型。在低能量下，电磁相互作用被很好地理解，并产生直接的最终状态，使其成为此类模型的优秀探针。然而，为了达到所需的精度，实验必须解决电磁背景的高得多的比率。在本文中，我们提出了一个触发系统的模拟研究的结果，激发的暗光实验，使用螺旋形的螺旋形膨胀纤维在螺线管磁场否决电子-质子弹性散射和相关的辐射过程。我们还评估了轻子末态跟踪探测器的性能，在相同的设置中使用双折射光纤。
2019-03-25 physics.ins-det
A coincidental timing model for the scintillating fibers
提出了一个描述双折射光纤重合时序的模型。考虑了光纤的几何形状、闪烁衰减率以及发射光子的平均数、空间色散和衰减。对于一个特定的选择的概率分布和参数，整个符合的时间分布，相应的FWHM值和光子探测效率的提取。特别强调了闪烁过程中光子数的重要性。此外，该模型被扩展到包括触发功能，实验上实现的耦合光纤到任何光子解决设备。最后，一个巧合的时间分布的测量进行，与实验和预测的理论结果之间发现一个很好的协议。
2011-11-03 physics.data-an physics.ins-det
A Tungsten / Scintillating Fiber Electromagnetic Calorimeter Prototype for a High-Rate Muon g-2 Experiment
一个紧凑和快速的电磁量能器原型设计，建造和测试，为下一代，高速率μ介子g-2实验做准备。它使用一个简单的组装过程：交替层的0.5毫米厚的钨板和0.5毫米直径的塑料绝缘纤维带。这种几何形状导致具有0.69 cm的计算辐射长度、1.73 cm的莫里哀半径和在1.5至3.5 GeV范围内的（11.8 \pm 1.1）/ \sqrt{E(GeV)}的测量固有采样分辨率项的检测器。施工过程中，测试梁的结果，和GEANT-4比较模拟。
2009-10-05 physics.ins-det
Optical characterization and ionizing-radiation response of the BCF-20XL scintillating-wavelength-shifting fiber
University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
该研究对Luxium Solutions的BCF-20XL闪烁波长位移光纤开展光学与电离辐射响应研究，采用双组分衰减模型测其衰减长度，结合SiPM读出完成放射性辐照下的闪烁响应基准测量。
2026-08-27 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Electron beam studies of light collection in a scintillating counter with embedded fibers
用最小电离电子扫描法研究了几种光纤结构在盒形塑料计数器中的光收集。光由两端的硅光电倍增器读出。由855 MeV的光束的美因茨微波加速器产生的光产额表现出强烈的依赖于从光束的位置到纤维的横向距离。通过将计数器内的间接光和到达光纤的直射光的收集归因于总光输出来对观察进行建模。将具有纤维的光收集与不具有纤维的光收集计数器的光收集进行比较。这些研究是在开发塑料闪烁探测器的过程中进行的，作为DarkMESA电子束流收集实验的主动否决系统，该实验将在MeV质量范围内寻找轻暗物质粒子。
2021-07-02 nucl-ex physics.ins-det
Response of wavelength-shifting and scintillating-wavelength-shifting fibers to ionizing radiation
University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
研究了不同光纤在电离辐射下的光输出和传输特性，发现新光纤光输出更高且衰减长度更优。
2026-03-16 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Multiplexed SiPM Readout of Plastic Scintillating Fiber Detector for Muon Tomography
Institute for Advanced Technology, Shandong University（山东大学前沿技术研究院）；Particle Physics Research Center, Shandong Institute of Advanced Technology（山东大学前沿技术研究院粒子物理研究中心）
本文提出一种基于二极管对称电荷分割电路和位置编码算法的多路复用方案，实现高密度SiPM通道的高效读出，验证了其在μ子成像中的应用潜力。
2026-04-03 hep-ex physics.ins-det
Evaluation of two thermal neutron detection units consisting of ZnS/${}^6$LiF scintillating layers with embedded WLS fibers read out with a SiPM
在中子束中研究了两种单通道热中子探测装置。它们由两个ZnS/ ${}^6$ LiF掺杂层组成，该层包裹着WLS纤维阵列。这些单元的图案可以横向和垂直地重复，以便构建具有所需敏感表面和所需中子吸收概率的一维位置敏感多通道探测器。这项工作的独创性源于这样一个事实，即WLS光纤读出SiPM，而不是传统上使用的PMT或MAPMT。信号处理系统基于光子计数方法。对于暗计数率高达0.7 MHz的SiPM，触发效率可达80%，系统背景速率低于${10}^{-3}$ Hz，死区时间为30 $μ$ s。对于高达3.6 kHz的中子计数率，未观察到性能变化。
2014-05-29 physics.ins-det
A fiber detector to monitor ortho-Ps formation and decay
我们描述了一种新的方法，使用一个类似于快速湮灭低温跟踪（FACT）在反物质实验AEgIS监测正电子偶素的存在的光纤探测器。将一根光纤与光电倍增管耦合，并由$\approx10\,\text{ns}$长正电子脉冲产生的约为$6\cdot10^6$ $511\,\text{keV}$ $γ$ -射线的闪光照射。这些结果被用来证明通过使用FACT探测器作为“数字量热计”，在低温和高磁环境中跟踪正电子偶素原子随时间的产生和湮灭的能力。
2021-11-02 physics.ins-det
Characterization of silicon photomultipliers for their application in muon scattering tomography
本文通过实验表征NDL、SensL和HPK三款SiPM的击穿电压、温度补偿、暗噪声及探测效率，发现HPK最适合亚毫米分辨率缪子散射断层成像闪烁光纤探测器。
2025-01-19 hep-ex physics.ins-det
Evaluation of the Response to Electrons and Pions in the Scintillating Fiber and Lead Calorimeter for the Future Electron-Ion Collider
本研究在费米实验室测试束装置上测试了EIC用Pb/ScFi量能器原型对4-10GeV电子与π介子的响应，验证了模拟结果，给出能量分辨率等性能基准，证实纵向簇射信息可提升粒子分离效果，为后续全尺寸探测器优化提供指导。
2025-08-01 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Silicon photomultiplier arrays - a novel photon detector for a high resolution tracker produced at FBK-irst, Italy
在FBK-irst研制了一个硅光电倍增器（SiPM）阵列，它有32个通道，尺寸为8.0 x 1.1 mm^2。每个250 um宽的通道被细分为5 x 22个矩形排列的像素。这些传感器被开发用于读出模块化高分辨率的光纤跟踪器。关键属性，如击穿电压，增益和光子探测效率（PDE）被发现是均匀的SiPM阵列的所有32个通道。如果噪声特性和PDE得到改善，这可以使具有SiPM阵列读出的光纤跟踪器成为可用跟踪器技术的有希望的替代方案。
2009-03-23 hep-ex physics.ins-det
The construction of the Fiber-SiPM beam monitor system of the R484 and R582 experiments at the RIKEN-RAL muon facility
为RIKEN-RAL装置的R484和R582高强度低能脉冲μ子束流实验提供束流信息的双折射光纤SiPM束流监测探测器已经成功地建造和运行。详细介绍了它们的构造和在梁中的首次使用性能
2017-03-04 hep-ex physics.ins-det
Novel Scintillating Materials Based on Phenyl-Polysiloxane for Neutron Detection and Monitoring
中子探测器广泛用于欧洲的许多核研究设施。它们的应用范围涵盖了基础和应用核研究中的许多主题：原子核结构和反应动力学（反应重建和衰变研究）;核天体物理学（中子发射概率）;用于核技术（核数据测量和堆芯内/堆芯外监测器）;核医学（辐射监测器、剂量计）;材料科学（中子成像技术）;国土安全应用（裂变材料调查和货物检查）。然而，目前广泛使用的液体净化器具有由毒性、易燃性、挥发性和对氧气的敏感性引起的一些缺点，这些缺点限制了它们的持续时间和质量。即使塑料散热器也不能令人满意，因为它们具有低辐射硬度和低热稳定性。此外，有机溶剂可能会影响其光学性能，由于银纹。为了克服这些问题，Legnaro国家实验室最近开发了苯基聚硅氧烷基分散剂。这种新的溶液显示出非常好的化学和热稳定性以及高的辐射硬度。不同的样品性能的结果将被呈现，特别注意合成的苯基含聚硅氧烷树脂，其中使用铂催化剂和通过缩合反应得到的固化材料，其中锡基化合物被用作催化剂之间的表征比较。通过高分辨率X射线衍射研究了主链上不同取代基导致的不同结构排列，同时通过激发/荧光测量和暴露于α和γ射线下的闪烁产率的组合阐明了改善的光学透射率对闪烁产率的影响。
2013-10-25 physics.ins-det
The design and basic performance of a Spiral Fiber Tracker for the J-PARC E36 experiment
为J-PARC E36实验设计并制造了一个螺旋光纤跟踪器（SFT），作为对K介子衰变的带电粒子进行高分辨率动量测量的跟踪系统的一部分。采用了一种新的技术来缠绕预制的光纤带，用于由直径为1 mm的塑料缠绕光纤制成的四个探测器层的配置。在宇宙线实验中，证实了对电离能最小的带电粒子的良好位置对准和足够高的探测效率。该跟踪器已成功用于E36实验。
2016-07-01 hep-ex physics.ins-det
Radiation hardness study of calorimeter active elements
本文介绍了量热计有源元件抗辐射性能的研究结果。一种是基于有机闪烁体的波长移动光纤光收集。另一种是基于厚气体电子倍增器的元件。
2011-08-26 hep-ex physics.ins-det
Performance of the wavelength-shifting fiber upgrade for the Mu2e cosmic-ray veto detector
本文针对Mu2e宇宙线否决探测器关键区域光产额不足问题，测试了三十四卷1.8 mm波长位移光纤的光学性能与老化特性，并与1.4 mm光纤数据对比，验证了升级方案的有效性。
2023-04-14 hep-ex physics.ins-det
Radiation Hardness of Fiber Bragg Grating Thermometers
长期以来，光子传感因其对传统传感技术无法承受的恶劣环境的耐受性而受到重视。随着光子元件的不断发展和新的应用，它们对辐射的耐受性正在成为一个重要的研究方向。在这里，我们报告我们的调查的影响，伽玛射线曝光的光纤布拉格光栅的温度响应。在25摄氏度，导致累积剂量高达600 kGy的曝光导致布拉格波长的复杂剂量依赖性漂移，如果在测量间隔内输送可观的剂量，则会显著增加温度测量的不确定性。我们注意到，温度灵敏度不受积分剂量的严重影响，这表明这种设备可用于测量温度的相对变化。
2017-10-19 physics.ins-det
Tests of a dual-readout fiber calorimeter with SiPM light sensors
在本文中，我们描述了双读出光纤量热计的第一次测试中，硅光电倍增器被用来感测（闪烁和切伦科夫）光信号。该探测器的主要挑战是实现一种设计，使两种类型的光纤之间的光学串扰最小化，这两种类型的光纤彼此非常接近，并且携带强度相差约60倍的光信号。通过高能电子和μ子束以及实验室测试获得的实验数据说明了这一挑战在多大程度上得到了满足。切伦科夫光产额，这种类型的量热计的能量分辨率的限制因素，被测量为约两倍，以前测试的配置的基础上光电倍增管。电磁簇射的横向轮廓测量上的尺度毫米从簇射轴和显着的差异被发现之间的配置文件测量与反射和切伦科夫纤维。
2018-05-08 hep-ex physics.ins-det
Light yield and radiation hardness studies of scintillator strips with a filler
基于WLS光纤读出的聚苯乙烯闪烁体条探测器在许多高能物理实验中被广泛用于带电粒子的记录。纤维沿着条带被放置到凹槽或孔中。通过在凹槽/孔中添加光学填料来改善闪烁体和光纤之间的光学接触，可以显著提高这些装置的检测效率。本工作致力于研究一个5米长的闪烁体条的光产额，该闪烁体条的共挤孔中插入了直径为1.2 mm的Kuraray Y11（200）~MC WLS光纤，孔中填充了合成硅树脂SKTN-MED（E）。利用宇宙μ子和$^{60}$ Co放射源研究了光产额。在日本原子能研究院IBR-2脉冲快中子研究堆上进行了粘性填料和短条状样品的辐照硬度研究。
2018-08-06 physics.ins-det
A prototype large-angle photon veto detector for the P326 experiment at CERN
在CERN SPS上的P326实验已经被提出，目的是测量衰变K^+ \to π^+ ν \bar ν的分支比，使其在10%以内。光子否决系统必须为π^0衰变提供10^8的抑制因子。我们已经探索了两种大角度否决探测器的设计，一种是基于反射瓦，另一种是使用反射纤维。我们已经构建了一个原型模块的基础上的纤维解决方案，并评估其性能使用低能量电子束从弗拉斯卡蒂光束测试设施。为了比较，我们还测试了一个瓷砖原型建造的CKM实验，以及铅玻璃模块从OPAL电磁桶量能器。我们目前的线性，能量分辨率和时间分辨率与光纤原型获得的结果，并比较所有三种仪器获得的电子的检测效率。
2007-11-21 physics.ins-det
Performance of Wavelength-Shifting Fibers for the Mu2e Cosmic Ray Veto Detector
用于Mu2e实验的宇宙射线探测器（CRV）由四层塑料闪烁计数器组成，由硅光电倍增器（SiPM）通过波长移动光纤读出。本文报道了几个波长移动光纤样品的光特性，直径为1.0毫米，1.4毫米，和1.8毫米，被认为是CRV系统。选择1.4 mm的纤维直径作为CRV的最佳直径，并给出该直径的原型和生产纤维的测量结果。发现纤维性能超过CRV要求，超过99%的线轴。测量是使用扫描仪进行的，该扫描仪旨在确保CRV的纤维质量。
2018-11-12 physics.ins-det
Study of New FNAL-NICADD Extruded Scintillator as Active Media of Large EMCal of ALICE at LHC
目前LHC的ALICE大型EMCal的概念设计主要基于CDF Endplug升级项目以及STAR的桶和端盖电磁量能器中实施的放大巨型瓦/光纤技术。考虑到闪烁材料的成本，我们选择了在新的FNAL-NICADD设施中可用的基于挤出聚苯乙烯的闪烁体。光产额和光产额变化等光学测量结果表明，该材料有可能用作大型强子对撞机ALICE大型电磁校准器的活性介质。
2004-05-06 hep-ex physics.acc-ph physics.ins-det
Beam test of a Pb/SciFi prototype for the Barrel Imaging Calorimeter at the Electron-Ion Collider
Sungkyunkwan University（成均馆大学）；Kyungpook National University（庆北国立大学）；Pusan National University（釜山国立大学）；Kangwon National University（江原国立大学）；Yonsei University（延世大学）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）
针对电子离子对撞机的Barrel Imaging Calorimeter，测试了铅/闪烁纤维原型，评估其能量和时间性能，为未来测试和优化提供输入。
2026-04-24 physics.ins-det
The SiFi-CC detector for beam range monitoring in proton therapy -- characterization of components and a prototype detector module
该研究针对质子治疗实时监测，设计优化了SiFi-CC探测器组件并构建原型，测试获得33.38毫米位置分辨率和7.73%能量分辨率，验证了探测器可行性。
2023-06-19 physics.ins-det
Observation of light production by charged particles in WLS fibers
Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院列别杰夫物理研究所）；Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院核问题研究所）；National Research Center “Kurchatov Institute”（库尔恰托夫国家研究中心）；B.P. Konstantinov Petersburg Nuclear Physics Institute（B.P.康斯坦丁诺夫圣彼得堡核物理研究所）
研究发现带电粒子在WLS光纤中产生显著发光，其发光量可达23±2%，并指出需在先进探测器模拟中考虑此现象。
2026-07-15 physics.ins-det
Simulation results on a real-time in water tritium monitor
在这项工作中，我们提出了一个模块化的氚在水中的实时监测的模拟结果。该系统允许可扩展性，以实现所需的灵敏度。该组件由340根浸在水中的无包层光纤和2个用于光读出的光传感器组成。讨论了低能β粒子的光产额和Birks系数的不确定性。研究了光纤长度对探测效率的影响。讨论了符合欧洲指令2013/51/Euratom要求的灵敏度为100\，Bq/L的设备的系统要求和背景缓解。由于氚的β发射能量较低，对直径为2 mm的单根光纤的探测效率接近3.3%.
2020-05-20 physics.ins-det
Development of Gated Fiber Detectors for Laser-Induced Strong Electromagnetic Pulse Environments
随着激光技术的发展，在激光诱导的高温等离子体环境中可以发生核反应，引起了各物理学科的广泛关注。然而，对等离子体中核反应的研究仍然受到探测技术的限制。这主要是由于高强度激光击中目标时也会产生极高的电磁脉冲（EMP），从而诱发等离子体，进而导致许多类型的传统探测器功能失常。因此，非常需要新的颗粒检测技术。本文报道了一种新研制的门控光纤探测器，它可用于恶劣的电磁脉冲环境。在该原型探测器中，激发的光子通过光纤耦合，然后传输到远离电磁脉冲源且屏蔽良好的选通光电倍增管。通过这些措施，可以避免电磁脉冲的产生，并且该装置具有从噪声电磁脉冲背景中识别激光诱导等离子体中产生的单次核反应产物的能力。这种新型探测器可广泛用作高强度激光核物理实验中的飞行时间（TOF）探测器，用于探测中子、光子和其他带电粒子。
2021-06-16 physics.ins-det
Radiation Hard & High Light Yield Scintillator Search for CMS Phase II Upgrade
大型强子对撞机的CMS探测器需要进行重大升级，以应对更高的瞬时光度和更高的辐射水平。前向背衬强子量能器的活性介质预计是抗辐射的、高光产额的闪烁材料或类似的替代品。在此背景下，我们研究了各种抗辐射材料，如聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN），高效率反射镜（HEM）和具有各种涂层的石英板。石英片是纯切伦科夫辐射体，其辐射硬度已得到证实。为了增加光输出，我们考虑了有机和无机涂层材料，例如对三联苯（pTp）、蒽和掺镓氧化锌（ZnO：Ga），它们作为薄层施加在石英板的表面上。在这里，我们提出了相关的试验束活动，实验室测量和最近的发展的结果。
2015-10-29 hep-ex physics.ins-det
SNOWMASS WHITE PAPER - SLHC Endcap 1.4<y<4 Hadron Optical Calorimetry Upgrades in CMS with Applications to NLC/T-LEP, Intensity Frontier, and Beyond
在LHC和SLHC的CMS实验中，HE端盖量热计1.4 <y <4中的塑料闪烁体和/或读出WLS光纤中的辐射损伤将需要在2018年之后进行修复。我们描述了一种替代方案，使用现有的黄铜吸收剂在端盖量热计，取代塑料闪烁体瓷砖与氟化钡瓷砖，或石英瓷砖涂有薄（1 - 5微米）的抗辐射pTerphenyl（pTP）或快速荧光粉ZnO：Ga的薄膜。这些瓦片将被读出的直线，平行WLS光纤耦合到明确的塑料包层石英光纤的证明抗辐射容易更换阵列。我们描述了第二种替代方案，其具有在新型模拟粒子流切伦科夫补偿量热计中延伸至1.4 <y <4的新吸收体矩阵，使用石英瓦片和闪烁（塑料、BaF 2或pTP/ZnO：Ga薄膜涂覆的石英或液体闪烁体）瓦片的双重读出，还使用耦合至透明石英传输光纤的平行WLS光纤的易于更换的阵列用于读出。模拟粒子流闪烁器-切伦科夫补偿量热计在NLC/T-LEP探测器和强度前沿探测器中有应用。
2013-08-23 physics.ins-det
Micrometric Position Monitoring Using Fiber Bragg Grating Sensors in Silicon Detectors
介绍了用于高能物理硅探测器结构变形监测、定位和测量的光纤光栅传感器的长期稳定性、分辨率、抗辐射性和特性研究结果。
2005-12-28 physics.ins-det
Non-Destructive Beam Monitoring via Secondary Radiation Detection with Ce-Doped Silica Fibers
University of Bern（伯尔尼大学）；University of Napoli Federico II（那不勒斯费德里科二世大学）
研究利用掺铈硅酸盐纤维开发外部纤维监测器，用于监测医疗回旋加速器束流，评估其在不同应用场景下的性能和贡献。
2026-01-26 physics.acc-ph physics.ins-det
Calibration System with Optical Fibers for Calorimeters at Future Linear Collider Experiments
我们报告的几个版本的校准和监测系统，致力于闪烁体瓦量热计内置的CALICE合作，并打算为未来的线性对撞机实验。而第一个，一个1立方米的模拟强子量能器原型，已经建立和测试束，第二个技术原型，目前正在开发中。这两个原型都是基于可单独读出的新光电探测器，硅光电倍增器（SiPM）的反射瓦。由于SiPM响应显示出对温度和偏置电压的强烈依赖性，并且由于像素数量有限，SiPM饱和，因此需要对其进行监测。监控系统必须具有足够的灵活性来执行多个不同的任务。SiPM的自校准特性可以用于使用低强度的LED光的增益监测。在测试光束操作过程中，所有SiPM的例行监测是用固定强度的光脉冲实现的。通过将光强度从零变化到饱和水平来交叉检查完整的SiPM响应函数。我们特别关注最后一个方面-高动态范围。
2012-01-27 physics.ins-det
Monte Carlo simulation of a very high resolution thermal neutron detector composed of glass scintillator microfibers
为了研制高空间分辨率（微米级）的热中子探测器，提出了一种由直径为1 μ m，$μ$ m的掺铈锂玻璃微纤维组成的探测器组件，其中中子吸收位置由中子吸收产生的带电粒子产物重构。为了抑制闪烁光的串扰，每根闪烁光纤都被与光纤直径相同的充满空气的玻璃毛细管包围。重复该图案以形成块状微纤维检测器。在一端，探测器的表面涂有薄的光学反射器，以增加另一端的光收集效率。然后，由任何中子相互作用发射的闪烁光被传输到一端，被放大，并由增强的CCD相机记录。基于Geant4工具包的模拟开发了该检测器的模型。所有相关的物理过程，包括中子相互作用，闪烁和光学边界行为进行了模拟。该模拟首先通过测量锂玻璃圆柱的中子响应进行了验证。在良好的预期光收集的基础上，提出了一种基于α和triton粒子径迹固有特征的算法来重建玻璃纤维阵列中的中子反应位置。假设光纤直径为1，$μ$ m，探测器厚度为0.1，mm，则中子空间分辨率有望达到$σ\sim 1\, μ$ m，且在每个横向维度上都具有高斯拟合。当探测器厚度从0. 1 mm增加到1 mm时，位置分辨率变化不大，而探测效率提高约10倍.
2016-06-11 nucl-ex physics.ins-det
Beam test characterisation of a Plastic Scintillator Prototype for the space-based cosmic ray experiment HERD
高能宇宙辐射探测器（HERD）设施计划在中国的空间站上运行，计划于2025年左右开始运行约10年。HERD的主要科学目标是寻找暗物质湮灭产物的信号，精确的宇宙电子/正电子谱和测量高达10 TeV的各向异性，精确的宇宙射线谱和成分测量高达膝能（1 PeV），以及高能$γ$射线监测和勘测。HERD由一个三维立方晶体量热计（CALO）组成，周围环绕着微带硅跟踪器（STK）和闪烁光纤跟踪器（FIT）以及一个塑料闪烁探测器（PSD），用于$γ$射线否决和离子电荷测量。在意大利帕维亚的CNAO（Centro Nazionale Adroterapia Oncologica），用质子和C离子束对由两个SiPM阵列在相对侧读出的闪烁体瓦片组成的PSD原型进行了测试。电荷分辨率的初步结果。
2020-05-20 physics.ins-det
Drift time calibration of the ultra-low material budget GEM-based TPC for MIXE
针对 MIXE 技术，集成 GEM 基 TPC 跟踪器并利用光纤探测器实现高精度漂移速度标定，以关联 μ 子停止点与 X 射线发射，推动元素敏感成像与深度分辨分析。
2025-05-24 physics.ins-det
Scintillation counter with MRS APD light readout
START是一种用于电离粒子的高效率和低噪声闪烁探测器，其开发目的是创建用于触发宇宙μ子的高颗粒系统。START中的闪烁光由MRS APD（具有金属电阻半导体结构的雪崩光电二极管）检测，其在盖革模式下工作，具有1 mm^2的敏感区域。START由一块15 x 15 x 1 cm^3的塑料板、两个MRS APD和两段波长偏移光纤组装而成，这些光纤堆叠在塑料内的圆形线圈中。前端电子卡直接安装在探测器上。实验结果表明，该方法具有良好的一致性，MIP配准效率在99%以上，图像均匀性好。START显示出约10^{-2} Hz的低固有噪声。如果这些探测器要大规模生产，START镶嵌阵列的成本估计在2-3 kUSD/m^2的中等水平。
2006-03-27 physics.ins-det
Modulator-Based, High Bandwidth Optical Links for HEP Experiments
由于LHC实验中未来光链路的可靠性，带宽和质量的关注，我们正在研究CW激光器和光调制器作为VCSEL的替代品。如果这些链路利用非常小、低功率、高带宽并且非常抗辐射的光调制器，则这些链路将特别有用。我们已经构建了一个测试系统与3个这样的链接，每个操作在10 Gb/s。我们提出了这些链接的质量（抖动，上升和下降时间，BER）和眼罩的利润（10 GbE）为3种不同类型的调制器：铌酸锂为基础的，InP为基础的，硅为基础的。我们提出的辐射硬度测量结果高达~1012质子/cm 2和~65 krad总电离剂量（TID），确认没有单粒子效应（SEE）在10 Gb/s的3种类型的调制器。这些光学链路将成为各种规模的智能跟踪系统的组成部分，从耦合传感器到模块内和探测器外通信。我们已经使用基于Si的光子收发器构建了一个完整的40 Gb/s双向链路（四根光纤中的每根光纤均为10 Gb/s），用于100 m的运行，并将其与标准的基于VCSEL的光链路进行了比较。本文还讨论了基于光调制器的高带宽光读出系统的未来发展，以及基于光纤和自由空间数据链的应用，如本地触发和数据读出以及时钟分配。
2012-06-23 hep-ex physics.ins-det
RADiCAL: Precision-timing, Ultracompact, Radiation-hard Electromagnetic Calorimetry
为了应对在未来的强子对撞机实验中在高亮度和高辐射条件下（FCChh环境）提供高性能量热的挑战，我们正在进行基于闪烁和波长移动技术以及光电传感器（SiPM和SiPM类）技术的适合于这种操作的先进量热技术的研发。特别是，我们将注意力集中在超紧凑型辐射硬EM热量计上，该热量计基于由非常密集的吸收体和吸收板的交替层组成的模块化结构（RADiCAL模块），通过辐射硬波长偏移（WLS）固体纤维或毛细管元件读出，以光电传感器定位在邻近或远程，这取决于它们的辐射耐受性。RADiCAL模块能够同时高精度地测量EM簇射的位置、能量和定时。本文概述了与RADiCAL计划相关的仪器和光电传感器研发。
2022-03-24 physics.ins-det
