Ion backflow in thick GEM-based detectors of single photons

被引：31

作者：

Alexeev, M. ^{[1
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Birsa, R. ^{[1
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Bradamante, F. ^{[1
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Bressan, A. ^{[1
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Chiosso, M. ^{[3
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Duic, V. ^{[1
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Finger, M. ^{[5
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Finger, M., Jr. ^{[5
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Fischer, H. ^{[7
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Giorgi, M. ^{[1
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Gobbo, B. ^{[1
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Gregori, M. ^{[1
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Herrmann, F. ^{[7
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Koenigsmann, K. ^{[7
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Levorato, S. ^{[1
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Maggiora, A. ^{[3
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Martin, A. ^{[1
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Menon, G. ^{[1
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Novakova, K. ^{[1
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Novy, J. ^{[5
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Pereira, F. A. ^{[12
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Santos, C. A. ^{[1
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Sbrizzai, G. ^{[1
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Schiavon, P. ^{[1
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Schill, C.

Schopferer, S. ^{[7
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Slunecka, M. ^{[5
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Sozzi, F. ^{[1
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Steiger, L. ^{[1
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Sulc, M. ^{[9
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Takekawa, S. ^{[3
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Tessarotto, F. ^{[1
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Veloso, J. F. C. A. ^{[12
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机构：

[1] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Trieste, Trieste, Italy

[2] Univ Trieste, Trieste, Italy

[3] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Torino, I-10125 Turin, Italy

[4] Univ Turin, Turin, Italy

[5] Charles Univ Prague, Prague, Czech Republic

[6] Joint Inst Nucl Res Dubna, Dubna, Russia

[7] Univ Freiburg, Inst Phys, D-79106 Freiburg, Germany

[8] Chinese Acad Sci, Grad Univ, Beijing, Peoples R China

[9] Tech Univ Liberec, Liberec, Czech Republic

[10] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Torino, Alessandria, Italy

[11] Univ East Piemonte, Alessandria, Italy

[12] Univ Aveiro, Phys Dept I3N, P-3800 Aveiro, Portugal

来源：

JOURNAL OF INSTRUMENTATION | 2013年 / 8卷

关键词：

Photon detectors for UV; visible and IR photons (gas); Particle identification methods; Cherenkov detectors; QUANTUM EFFICIENCY; CSI PHOTOCATHODES; PERFORMANCE; AMPLIFICATION; CONSTRUCTION; MULTIPLIERS; RADIATION; PHYSICS; DESIGN; LIGHT;

D O I：

10.1088/1748-0221/8/01/P01021

中图分类号：

TH7 [仪器、仪表];

学科分类号：

0804 ; 080401 ; 081102 ;

摘要：

Photon detectors based on micropattern gas detectors represent a new generation of gaseous photon detectors. In the context of a project to upgrade the gas photon detectors of COMPASS RICH-1, we are performing an R&D programme aimed both to establish the principles and to develop the engineering aspects of photon detectors based on multi-layer arrangements of thick GEMs electron multipliers coupled to a CsI photoconverter. In this context, a reduced rate of the backflow of the positive ions generated in the multiplication process is required to overcome the critical issues related to the bombardment of the CsI photoconverter by ions. Our studies devoted to develop detector architectures able to provide reduced ion backflow rates are reported.

引用

页数：19

共 48 条

[1] Read-out electronics for fast photon detection with COMPASS RICH-1 [J].

Abbon, P. ;

Alexeev, M. ;

Angerer, H. ;

Birsa, R. ;

Bordalo, P. ;

Bradamante, F. ;

Bressan, A. ;

Chiosso, M. ;

Ciliberti, P. ;

Colantoni, M. ;

Dafni, T. ;

Torre, S. Dalla ;

Delagnes, E. ;

Denisov, O. ;

Deschamps, H. ;

Diaz, V. ;

Dibiase, N. ;

Duic, V. ;

Eyrich, W. ;

Ferrero, A. ;

Finger, M. ;

Finger, M., Jr. ;

Fischer, H. ;

Gerassimov, S. ;

Giorgi, M. ;

Gobbo, B. ;

Hagemann, R. ;

von Harrach, D. ;

Heinsius, F. H. ;

Joosten, R. ;

Ketzer, B. ;

Kolosov, V. N. ;

Koenigsmann, K. ;

Konorov, I. ;

Kramer, D. ;

Kunne, F. ;

Lehmann, A. ;

Levorato, S. ;

Maggiora, A. ;

Magnon, A. ;

Mann, A. ;

Martin, A. ;

Menon, G. ;

Mutter, A. ;

Naehle, O. ;

Nerling, F. ;

Neyret, D. ;

Panzieri, D. ;

Paul, S. ;

Pesaro, G. .

NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 2008, 587 (2-3) :371-387

[2] The COMPASS experiment at CERN [J].

Abbon, P. ;

Albrecht, E. ;

Alexakhin, V. Yu. ;

Alexandrov, Yu. ;

Alexeev, G. D. ;

Alekseev, M. G. ;

Amoroso, A. ;

Angerer, H. ;

Anosov, V. A. ;

Badelek, B. ;

Balestra, F. ;

Ball, J. ;

Barth, J. ;

Baum, G. ;

Becker, M. ;

Bedfer, Y. ;

Berglund, P. ;

Bernet, C. ;

Bertini, R. ;

Bettinelli, M. ;

Birsa, R. ;

Bisplinghoff, J. ;

Bordalo, P. ;

Bosteels, M. ;

Bradamante, F. ;

Braem, A. ;

Bravar, A. ;

Bressan, A. ;

Brona, G. ;

Burtin, E. ;

Bussa, M. P. ;

Bytchkov, V. N. ;

Chalifour, M. ;

Chapiro, A. ;

Chiosso, M. ;

Ciliberti, P. ;

Cicuttin, A. ;

Colantoni, M. ;

Colavita, A. A. ;

Costa, S. ;

Crespo, M. L. ;

Cristaudo, P. ;

Dafni, T. ;

d'Hose, N. ;

Dalla Torre, S. ;

d'Ambrosio, C. ;

Das, S. ;

Dasgupta, S. S. ;

Delagnes, E. ;

De Masi, R. .

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[3] Particle identification with COMPASS RICH-1 [J].

Abbon, P. ;

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Angerer, H. ;

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Birsa, R. ;

Bordalo, P. ;

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Chiosso, M. ;

Ciliberti, P. ;

Colantoni, M. ;

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Torre, S. Dalla ;

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Denisov, O. ;

Deschamps, H. ;

Dibiase, N. ;

Duic, V. ;

Eyrich, W. ;

Ferrero, A. ;

Finger, M. ;

Finger, M., Jr. ;

Fischer, H. ;

Franco, C. ;

Gerassimov, S. ;

Giorgi, M. ;

Gobbo, B. ;

Hagemann, R. ;

von Harrach, D. ;

Heinsius, F. H. ;

Joosten, R. ;

Ketzer, B. ;

Kolosov, V. N. ;

Koenigsmann, K. ;

Konorov, I. ;

Kramer, D. ;

Kunne, F. ;

Lehmann, A. ;

Levorato, S. ;

Maggiora, A. ;

Magnon, A. ;

Mann, A. ;

Martin, A. ;

Menon, G. ;

Mutter, A. ;

Naehle, O. ;

Nerling, F. ;

Neyret, D. ;

Panzieri, D. ;

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Chiosso, M. ;

Ciliberti, P. ;

Colantoni, M. ;

Dafni, T. ;

Dalla Torre, S. ;

Delagnes, E. ;

Denisov, O. ;

Deschamps, H. ;

Diaz, V. ;

Dibiase, N. ;

Duic, V. ;

Eyrich, W. ;

Ferrero, A. ;

Finger, M. . ;

Finger, M., Jr. ;

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Giorgi, M. ;

Gobbo, B. ;

Hagemanne, R. ;

von Harrachh, D. ;

Heinsiuse, F. H. ;

Joosten, R. ;

Ketzer, B. ;

Kolosov, V. N. ;

Koenigsmann, K. ;

Konorov, I. ;

Kramer, D. ;

Kunne, F. ;

Lehmann, A. ;

Levorato, S. ;

Maggiora, A. ;

Magnon, A. ;

Mann, A. ;

Martin, A. ;

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Mutter, A. ;

Naehle, O. ;

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Neyret, D. ;

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NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 2010, 616 (01) :21-37

[5] Status and characterisation of COMPASS RICH-1 [J].

Albrecht, E ;

Baum, G ;

Birsa, R ;

Bradamante, F ;

Bressan, A ;

Chapiro, A ;

Cicuttin, A ;

Ciliberti, P ;

Colavita, A ;

Costa, S ;

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Diaz, V ;

Duic, V ;

Fauland, P ;

Finger, M ;

Fratnik, F ;

Giorgi, M ;

Gobbo, B ;

Martin, A ;

Menon, G ;

Mielech, A ;

Pagano, P ;

Piedigrossi, D ;

Schiavon, P ;

Sozzi, F ;

Tessarotto, F .

NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 2005, 553 (1-2) :215-219

[6] Detection of single photons with ThickGEM-based counters [J].

Alexeev, M. ;

Barbosa, F. ;

Birsa, R. ;

Bradamante, F. ;

Bressan, A. ;

Chiosso, M. ;

Ciliberti, P. ;

Dalla Torre, S. ;

Denisov, O. ;

Duic, V. ;

Finger, M. ;

Finger, M., Jr. ;

Fischer, H. ;

Giorgi, M. ;

Gobbo, B. ;

Gregori, M. ;

Herrmann, F. ;

Koenigsmann, K. ;

Kramer, D. ;

Levorato, S. ;

Maggiora, A. ;

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Schopferer, S. ;

Slunecka, M. ;

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Steiger, L. ;

Sulc, M. ;

Takekawa, S. ;

Tessarotto, F. ;

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Wollny, H. .

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[7] Development of THGEM-based photon detectors for Cherenkov Imaging Counters [J].

Alexeev, M. ;

Alfonsi, M. ;

Birsa, R. ;

Bradamante, F. ;

Bressan, A. ;

Chiosso, M. ;

Ciliberti, P. ;

Croci, G. ;

Colantoni, M. L. ;

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Pesaro, G. ;

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JOURNAL OF INSTRUMENTATION, 2010, 5

[8] Progress towards a THGEM-based detector of single photons [J].

Alexeev, M. ;

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[9] Micropattern gaseous photon detectors for Cherenkov imaging counters [J].

Alexeev, M. ;

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Bradamante, F. ;

Bressan, A. ;

Chiosso, M. ;

Ciliberti, P. ;

Croci, G. ;

Colantoni, M. L. ;

Dalla Torre, S. ;

Pinto, S. Duarte ;

Denisov, O. ;

Diaz, V. ;

Duic, V. ;

Ferrero, A. ;

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Finger, M., Jr. ;

Fischer, H. ;

Giacomini, G. ;

Giorgi, M. ;

Gobbo, B. ;

Heinsius, F. H. ;

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Menon, G. ;

Mutter, A. ;

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Sbrizzai, G. ;

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NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 2010, 623 (01) :129-131

[10] THGEM based photon detector for Cherenkov imaging applications [J].

Alexeev, M. ;

Birsa, R. ;

Bradamante, F. ;

Bressan, A. ;

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Pinto, S. Duarte ;

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Ferrero, A. ;

Finger, M. ;

Finger, M., Jr. ;

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Giacomini, G. ;

Giorgi, M. ;

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Heinsius, F. H. ;

Herrmann, F. ;

Jahodova, V. ;

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Lauser, L. ;

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Martin, A. ;

Menon, G. ;

Nerling, F. ;

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Polak, J. ;

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[1] Read-out electronics for fast photon detection with COMPASS RICH-1 [J].

Abbon, P. ;

Alexeev, M. ;

Angerer, H. ;

Birsa, R. ;

Bordalo, P. ;

Bradamante, F. ;

Bressan, A. ;

Chiosso, M. ;

Ciliberti, P. ;

Colantoni, M. ;

Dafni, T. ;

Torre, S. Dalla ;

Delagnes, E. ;

Denisov, O. ;

Deschamps, H. ;

Diaz, V. ;

Dibiase, N. ;

Duic, V. ;

Eyrich, W. ;

Ferrero, A. ;

Finger, M. ;

Finger, M., Jr. ;

Fischer, H. ;

Gerassimov, S. ;

Giorgi, M. ;

Gobbo, B. ;

Hagemann, R. ;

von Harrach, D. ;

Heinsius, F. H. ;

Joosten, R. ;

Ketzer, B. ;

Kolosov, V. N. ;

Koenigsmann, K. ;

Konorov, I. ;

Kramer, D. ;

Kunne, F. ;

Lehmann, A. ;

Levorato, S. ;

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Magnon, A. ;

Mann, A. ;

Martin, A. ;

Menon, G. ;

Mutter, A. ;

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Pesaro, G. .

NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 2008, 587 (2-3) :371-387

[2] The COMPASS experiment at CERN [J].

Abbon, P. ;

Albrecht, E. ;

Alexakhin, V. Yu. ;

Alexandrov, Yu. ;

Alexeev, G. D. ;

Alekseev, M. G. ;

Amoroso, A. ;

Angerer, H. ;

Anosov, V. A. ;

Badelek, B. ;

Balestra, F. ;

Ball, J. ;

Barth, J. ;

Baum, G. ;

Becker, M. ;

Bedfer, Y. ;

Berglund, P. ;

Bernet, C. ;

Bertini, R. ;

Bettinelli, M. ;

Birsa, R. ;

Bisplinghoff, J. ;

Bordalo, P. ;

Bosteels, M. ;

Bradamante, F. ;

Braem, A. ;

Bravar, A. ;

Bressan, A. ;

Brona, G. ;

Burtin, E. ;

Bussa, M. P. ;

Bytchkov, V. N. ;

Chalifour, M. ;

Chapiro, A. ;

Chiosso, M. ;

Ciliberti, P. ;

Cicuttin, A. ;

Colantoni, M. ;

Colavita, A. A. ;

Costa, S. ;

Crespo, M. L. ;

Cristaudo, P. ;

Dafni, T. ;

d'Hose, N. ;

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d'Ambrosio, C. ;

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Dasgupta, S. S. ;

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Abbon, P. ;

Alexeev, M. ;

Angerer, H. ;

Baum, G. ;

Birsa, R. ;

Bordalo, P. ;

Bradamante, F. ;

Bressan, A. ;

Chiosso, M. ;

Ciliberti, P. ;

Colantoni, M. ;

Dafni, T. ;

Torre, S. Dalla ;

Delagnes, E. ;

Denisov, O. ;

Deschamps, H. ;

Dibiase, N. ;

Duic, V. ;

Eyrich, W. ;

Ferrero, A. ;

Finger, M. ;

Finger, M., Jr. ;

Fischer, H. ;

Franco, C. ;

Gerassimov, S. ;

Giorgi, M. ;

Gobbo, B. ;

Hagemann, R. ;

von Harrach, D. ;

Heinsius, F. H. ;

Joosten, R. ;

Ketzer, B. ;

Kolosov, V. N. ;

Koenigsmann, K. ;

Konorov, I. ;

Kramer, D. ;

Kunne, F. ;

Lehmann, A. ;

Levorato, S. ;

Maggiora, A. ;

Magnon, A. ;

Mann, A. ;

Martin, A. ;

Menon, G. ;

Mutter, A. ;

Naehle, O. ;

Nerling, F. ;

Neyret, D. ;

Panzieri, D. ;

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[4] Design and construction of the fast photon detection system for COMPASS RICH-1 [J].

Abbon, P. ;

Alexeev, M. ;

Angerer, H. ;

Birsa, R. ;

Bordalo, P. ;

Bradamante, F. ;

Bressan, A. ;

Chiosso, M. ;

Ciliberti, P. ;

Colantoni, M. ;

Dafni, T. ;

Dalla Torre, S. ;

Delagnes, E. ;

Denisov, O. ;

Deschamps, H. ;

Diaz, V. ;

Dibiase, N. ;

Duic, V. ;

Eyrich, W. ;

Ferrero, A. ;

Finger, M. . ;

Finger, M., Jr. ;

Fischer, H. ;

Gerassimov, S. ;

Giorgi, M. ;

Gobbo, B. ;

Hagemanne, R. ;

von Harrachh, D. ;

Heinsiuse, F. H. ;

Joosten, R. ;

Ketzer, B. ;

Kolosov, V. N. ;

Koenigsmann, K. ;

Konorov, I. ;

Kramer, D. ;

Kunne, F. ;

Lehmann, A. ;

Levorato, S. ;

Maggiora, A. ;

Magnon, A. ;

Mann, A. ;

Martin, A. ;

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[5] Status and characterisation of COMPASS RICH-1 [J].

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Ciliberti, P ;

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Costa, S ;

Crespo, M ;

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[6] Detection of single photons with ThickGEM-based counters [J].

Alexeev, M. ;

Barbosa, F. ;

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Bressan, A. ;

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Herrmann, F. ;

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Mutter, A. ;

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Sozzi, F. ;

Steiger, L. ;

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Veloso, J. F. C. A. ;

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[7] Development of THGEM-based photon detectors for Cherenkov Imaging Counters [J].

Alexeev, M. ;

Alfonsi, M. ;

Birsa, R. ;

Bradamante, F. ;

Bressan, A. ;

Chiosso, M. ;

Ciliberti, P. ;

Croci, G. ;

Colantoni, M. L. ;

Dalla Torre, S. ;

Denisov, O. ;

Pinto, S. Duarte ;

Duic, V. ;

Ferrero, A. ;

Finger, M., Jr. ;

Finger, M. ;

Fischer, H. ;

Giacomini, G. ;

Giorgi, M. ;

Gobbo, B. ;

Hagemann, R. ;

Heinsius, F. H. ;

Herrmann, F. ;

Jahodova, V. ;

Koenigsmann, K. ;

Kramer, D. ;

Lauser, L. ;

Levorato, S. ;

Maggiora, A. ;

Martin, A. ;

Menon, G. ;

Mutter, A. ;

Nerling, F. ;

Panzieri, D. ;

Pesaro, G. ;

Polak, J. ;

Rocco, E. ;

Ropeleswki, L. ;

Sauli, F. ;

Sbrizzai, G. ;

Schiavon, P. ;

Schill, C. ;

Schopferer, S. ;

Slunecka, M. ;

Sozzi, F. ;

Steiger, L. ;

Sulc, M. ;

Takekawa, S. ;

Tessarotto, F. ;

Wollny, H. .

JOURNAL OF INSTRUMENTATION, 2010, 5

[8] Progress towards a THGEM-based detector of single photons [J].

Alexeev, M. ;

Birsa, R. ;

Bradamante, F. ;

Bressan, A. ;

Chiosso, M. ;

Ciliberti, P. ;

Dalla Torre, S. ;

Denisov, O. ;

Duic, V. ;

Ferrero, A. ;

Finger, M. ;

Finger, M., Jr. ;

Fischer, H. ;

Giorgi, M. ;

Gobbo, B. ;

Heinsius, F. H. ;

Herrmann, F. ;

Koenigsmann, K. ;

Kramer, D. ;

Lauser, L. ;

Levorato, S. ;

Maggiora, A. ;

Martin, A. ;

Menon, G. ;

Mutter, A. ;

Nerling, F. ;

Panzieri, D. ;

Pesaro, G. ;

Polak, J. ;

Rocco, E. ;

Sbrizzai, G. ;

Schiavon, P. ;

Schill, C. ;

Schopferer, S. ;

Slunecka, M. ;

Sozzi, F. ;

Steiger, L. ;

Sulc, M. ;

Takekawa, S. ;

Tessarotto, F. ;

Wollny, H. .

NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 2011, 639 (01) :130-133

[9] Micropattern gaseous photon detectors for Cherenkov imaging counters [J].

Alexeev, M. ;

Birsa, R. ;

Bradamante, F. ;

Bressan, A. ;

Chiosso, M. ;

Ciliberti, P. ;

Croci, G. ;

Colantoni, M. L. ;

Dalla Torre, S. ;

Pinto, S. Duarte ;

Denisov, O. ;

Diaz, V. ;

Duic, V. ;

Ferrero, A. ;

Finger, M. ;

Finger, M., Jr. ;

Fischer, H. ;

Giacomini, G. ;

Giorgi, M. ;

Gobbo, B. ;

Heinsius, F. H. ;

Herrmann, F. ;

Koenigsmann, K. ;

Kramer, D. ;

Lauser, L. ;

Levorato, S. ;

Maggiora, A. ;

Martin, A. ;

Menon, G. ;

Mutter, A. ;

Nerling, F. ;

Panzieri, D. ;

Pesaro, G. ;

Polak, J. ;

Rocco, E. ;

Ropeleswki, L. ;

Sauli, F. ;

Sbrizzai, G. ;

Schiavon, P. ;

Schill, C. ;

Schopferer, S. ;

Slunecka, M. ;

Sozzi, F. ;

Steiger, L. ;

Sulc, M. ;

Takekawa, S. ;

Tessarotto, F. ;

Wolllny, H. .

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[10] THGEM based photon detector for Cherenkov imaging applications [J].

Alexeev, M. ;

Birsa, R. ;

Bradamante, F. ;

Bressan, A. ;

Chiosso, M. ;

Ciliberti, P. ;

Croci, G. ;

Colantoni, M. L. ;

Dalla Torre, S. ;

Pinto, S. Duarte ;

Denisov, O. ;

Diaz, V. ;

Ferrero, A. ;

Finger, M. ;

Finger, M., Jr. ;

Fischer, H. ;

Giacomini, G. ;

Giorgi, M. ;

Gobbo, B. ;

Heinsius, F. H. ;

Herrmann, F. ;

Jahodova, V. ;

Koenigsmann, K. ;

Lauser, L. ;

Levorato, S. ;

Maggiora, A. ;

Martin, A. ;

Menon, G. ;

Nerling, F. ;

Panzieri, D. ;

Pesaro, G. ;

Polak, J. ;

Rocco, E. ;

Ropeleswki, L. ;

Sauli, F. ;

Sbrizzai, G. ;

Schiavon, P. ;

Schill, C. ;

Schopferer, S. ;

Slunecka, M. ;

Sozzi, F. ;

Steiger, L. ;

Sulc, M. ;

Takekawa, S. ;

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NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 2010, 617 (1-3) :396-397

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