缓解分布式光学阵列中的死时间：一种用于高能中微子探测的活性感知触发方法

大型中微子观测台在运行中不可避免地会遇到由光电倍增管饱和、数字化仪限制和前端读出约束引起的探测器死时间。传统的基于符合的触发逻辑隐含地假设传感器持续可用，因此当通道暂时变为非活跃状态时，会遭受系统性的效率损失。本文介绍了一种针对分布式光学阵列中低延迟 FPGA 部署的活性感知触发架构的设计。我们引入了一个递归无限脉冲响应 (IIR) 更新律，实现为一个完全可综合的流水线，在每个传感器节点上构建一个保持连续性的有效可观测量。该可观测量在非活跃区间内不会崩溃，而是平滑衰减，同时保留与网络级相干性估计相关的相位和幅度信息。通过将连续测量构建与离散触发决策逻辑明确分离，所提出的架构能够在部分通道非活跃状态下实现优雅降级。性能评估使用了一个混合验证框架，该框架结合了源自 IceCube 开放数据的代表性事件拓扑和一个覆盖宽动态范围的硬件精确信号与噪声模型。模拟结果表明，所提出的触发器在死时间概率升高、传统符合逻辑显著退化的条件下，仍能维持高的事件恢复效率。此外，保持连续性的可观测量在有效信噪比上实现了高达两个数量级的改进，从而能够在强饱和及非理想运行条件下实现稳健探测。该方法为大规模、噪声主导的探测器系统中的下一代固件级触发策略提供了坚实的基础。