CMS Phase-2 快速束流状态监测器原型的束流测试
仪器与探测器
2025-10-10 v3 高能物理 - 实验
摘要
快速束流状态监测器（FBCM）是用于 CERN CMS 实验高亮度 LHC（HL-LHC）项目的独立亮度计。该探测器正在开发中，其特点是采用了一种专为束流监测应用设计的、新型耐辐射前端专用集成电路（ASIC）。所实现的数纳秒级定时分辨率能够同时测量亮度和束流诱导本底。该名为 FBCM23 的 ASIC 具有六个可调整形时间的通道，可实现现场微调。每个 ASIC 通道输出一个单二进制异步信号，编码到达时间和过阈时间信息。FBCM 基于硅垫传感器，目前正考虑两种传感器设计。本文介绍了使用两种硅传感器配合强子、μ子和电子束流对 FBCM 探测器原型进行测试的结果。还测试了经过辐照的 FBCM23 ASIC 和硅垫传感器，以模拟 HL-LHC 辐射环境下探测器接近寿命末期时的预期条件。基于测试结果，选择了传感器与 ASIC 之间的直接键合，并提出了 FBCM 运行的最佳偏置电压和 ASIC 阈值。前端测试板的当前设计在束流测试后得到了验证，目前正用于预计在 2025 年夏季生产的第一个前端模块。这些结果在验证 FBCM 概念、固件第一版以及为最终探测器建立可靠的设计路径方面迈出了重要一步。
引用
@article{arxiv.2507.05423,
title = {The CMS Phase-2 Fast Beam Condition Monitor prototype test with beam},
author = {G. Auzinger and H. Bakhshiansohi and A. E. Dabrowski and A. G. Delannoy and V. Dalavi and N. Dienemann and M. Dragicevic and M. F. Garcia and M. Guthoff and B. Gyöngyösi and M. Jenihhin and Á. Kadlecsik and J. Kaplon and O. Karacheban and B. Korcsmáros and A. Lokhovitskiy and W. H. Liu and R. Loos and S. Mallows and D. Mihhailov and M. Obradovic and S. Orfanelli and M. Pari and G. Pásztor and F. L. Pereira Carneiro and M. Princova and B. Ristic and C. Romero and J. Schwandt and M. Sedghi and A. Shevelev and K. Shibin and S. Spanier and G. Steinbrueck and D. P. Stickland and A. Tsirou and B. Ujvári and M. Velasco and P. G. Verdini and G. J. Wegrzyn and M. Wiehe and D. Wilbern and P. D. Winney},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.05423},
year = {2025}
}
备注
33 pages, 32 figures, prepared for submission to JINST