1 OUTLINE CSN I, Roma 19-20/1/2015 RICH&THGEMSilvia DALLA TORRE Impegni per costruzioni – bilancio 2014 Read-out rivelatori ibridi ottobre 2014 – gennaio.

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1 1 OUTLINE CSN I, Roma 19-20/1/2015 RICH&THGEMSilvia DALLA TORRE Impegni per costruzioni – bilancio 2014 Read-out rivelatori ibridi ottobre 2014 – gennaio 2015 Configurazione delle masse Studi con C-MAD Studi con APV Altra attività del periodo ottobre 2014 – gennaio 2015

2 2 OUTLINE CSN I, Roma 19-20/1/2015 RICH&THGEMSilvia DALLA TORRE Impegni per costruzioni – bilancio 2014

3 3 Bilancio costruzioni 2014, sommario  Non sono inclusi i prototipi 300 x 300 mm 2 (test lab e test beam)  Materiale acquistato su bilancio 2013  Consumi (~ 8000 euro) da altre voci  Una congrua disponibilitàdi consumi è essenziale per lavorare (… è stata tagliata per il 2015) CSN I, Roma 19-20/1/2015 RICH&THGEMSilvia DALLA TORRE

4 4 Bilancio costruzioni 2014, dettaglio CSN I, Roma 19-20/1/2015 RICH&THGEMSilvia DALLA TORRE

5 5 OUTLINE CSN I, Roma 19-20/1/2015 RICH&THGEMSilvia DALLA TORRE Read-out rivelatori ibridi ottobre 2014 – gennaio 2015

6 6 PROMEMORIA  Al test beam (sett. 2014): Catena di lettura (come su RICH-1 – MAPMT)  FE: C-MAD (montati nelle C-MAD card); chip realizzato a TO  Roof – interfaccia fra il FE e la digitizzazione/controllo  Dreisam card – digitizzazione e controllo (realizzato a Freiburg)  La lotta con il rumore non ha avuto convergenza sull’arco temporale del TB:  Impossibile accendere il read-out di tutta la superficie  Sulla parte accesa soglie alte (8-15 fC a seconda dei settori)  Per confronto: le soglie erano ~ 3 fC nel TB2012 CSN I, Roma 19-20/1/2015 RICH&THGEMSilvia DALLA TORRE

7 7 OUTLINE CSN I, Roma 19-20/1/2015 RICH&THGEMSilvia DALLA TORRE Read-out rivelatori ibridi ottobre 2014 – gennaio 2015 Configurazione delle masse

8 8 CONNESSIONI DI MASSA CSN I, Roma 19-20/1/2015 RICH&THGEMSilvia DALLA TORRE mesh Esterno Rivelatore (Al) HV FE A GROUND B mesh Esterno HV FE C GROUND mesh Esterno HV FE GROUND

9 9 OUTLINE CSN I, Roma 19-20/1/2015 RICH&THGEMSilvia DALLA TORRE Read-out rivelatori ibridi ottobre 2014 – gennaio 2015 Studi con C-MAD

10 10 Attivita’ CMAD  A TS  Allestito prototipo camera analogo a quello dell’ibrida usata al test beam con layer MICROMEGAS per i test a Torino  A TO  Simulazioni risposta CMAD ai segnali dell’ibrida  Preparazione test col prototipo  Si studia in parallelo anche il balistic deficit CSN I, Roma 19-20/1/2015 RICH&THGEMSilvia DALLA TORRE

11 11 CMAD-SIMULAZIONI Contributo sostanziale di Angelo Rivetti, progettista CMAD 1.CMAD accoppiato ibrida con anodo capacitivo/resistivo   non e’ rumore termico  col rivelatore ibrido 10 pF in serie all’input dell’amplificatore CSN I, Roma 19-20/1/2015 RICH&THGEMSilvia DALLA TORRE

12 12 CMAD-SIMULAZIONI 2.Balistic deficit  Using an input signal from the  measured detector signal CSN I, Roma 19-20/1/2015 RICH&THGEMSilvia DALLA TORRE

13 13 OUTLINE CSN I, Roma 19-20/1/2015 RICH&THGEMSilvia DALLA TORRE Read-out rivelatori ibridi ottobre 2014 – gennaio 2015 Studi con APV

14 14 SCOPO DEGLI STUDI VERIFICARE che l ’architettura del rivelatore ibrido NON abbia problemi di principio: Si legge il rivelatore con un differente sistema di read-out CSN I, Roma 19-20/1/2015 RICH&THGEMSilvia DALLA TORRE

15 15 APV test, come ?   Usando un set-up di lettura basato sul sistema SRS [1] disponibile nel “common lab RD51” ed il software predisposto per l’acquisizione (nei bilanci preventivi 2013 avevano chiesto di dotarci di un piccolo sistema SRS per test di laboratorio, ma la richiesta era stata respinta …)   realizzando una cartolina temporanea di interfaccia fra i connettori della nostra ibrida ed i connettori SRS [1] S. Martoiu, H. Muller, A. Tarazona and J. Toledo, 2013 JINST 8 C03015. CSN I, Roma 19-20/1/2015 RICH&THGEMSilvia DALLA TORRE 8 ch.s 128 ch.s

16 16 APV in breve APV25 [ M. J. French, et al., Nucl. Instr. and Meth. A 466 (2001) 359]  CMOS, originally designed for silicon microstrip detectors  128 ch.s, pipeline   each channel:  a low noise amplifier,  a 192-cell analogue pipeline  a deconvolution readout circuit   Low noise: “ … The noise at 0 pF is 246 and 396e - rms with the slope being 36 and 59.4e rms/pF in peak and deconvolution mode, respectively. …”   APV read by SRS-ADC, calibration [1]:  208-238 e - per ADC unit  nel seguito utilizziamo  il valore 240 e - per le stime di rumore  il valore 200 e - per le stime di guadagno [1] K. Gnavo et al, “Calibration of the gain and measurement of the noise for the apv25 electronics”, http://hallaweb.jlab.org/12GeV/SuperBigBite/SBS-minutes/2012/apvGain20121107.pdfhttp://hallaweb.jlab.org/12GeV/SuperBigBite/SBS-minutes/2012/apvGain20121107.pdf CSN I, Roma 19-20/1/2015 RICH&THGEMSilvia DALLA TORRE

17 17 APV, la nostra esperienza CSN I, Roma 19-20/1/2015 RICH&THGEMSilvia DALLA TORRE NO detector Detector connected Typical APV offset behavior: related to the chip ok implementation ok 1 2 2 1 5 6 6 5 3 4 4 3 7 8 8 7 1 2 3 4 5 6 7 8 PEDESTALS noise PEDESTALS noise

18 18 APV, segnali di fotone dalla ibrida Non si e’ usato trigger: Non si e’ usato trigger: si registrano tutti gli eventi in finestre di tempo 27 x 25 ns (675 ns) LED UV pulsato a 10 MHz, detection efficiency of ~ 2%  tasso di rivelazione di fotoni ~ 10-15% Raw data (non si sottraggono piedistallo e “common mode noise”) Raw data (non si sottraggono piedistallo e “common mode noise”) CSN I, Roma 19-20/1/2015 RICH&THGEMSilvia DALLA TORRE ZOOM 128 ch.s 27 time windows

19 19 APV settings, gain & noise APV setting: “25 ns” “100 ns” “200 ns” “25 ns” “100 ns” “200 ns” Amplitude Spectrum (exp. Fit: Gain = 1/slope)Noisehistogram CSN I, Roma 19-20/1/2015 RICH&THGEMSilvia DALLA TORRE PROMEMORIA: Nelle attuali MWPCs Guadagno eff. ~ 3000-5000 Noise ~ 600 e Tagliando a 3  : eff. ~55-70% A LIVELLO INDICATIVO: Guadagno eff. ~ 30 k Noise ~ 1000 e Tagliando a 3  : eff. ~ 90%

20 20 COMPASS RICH-1 & APV  Read-out con APV montato sul RICH (contributo Monaco-Saclay per il RICH upgrade del 2005-06)  Attuale ciclo di lettura ogni 75 ns  Prestazioni ibrida con lettura a 75 ns ?  banda passate sufficiente per lettura a 25 ns ?  Possibilita’ per i colleghi Monaco-Saclay di contribuire ?  Risoluzione temporale certamente piu’ modesta, da determinare CSN I, Roma 19-20/1/2015 RICH&THGEMSilvia DALLA TORRE MAPMTs MWPCs read by APV

21 21 COMPASS RICH-1 & APV  Read-out con APV montato sul RICH (contributo Monaco-Saclay al RICH upgrade del 2005-06)  Attuale ciclo di lettura ogni 75 ns  Prestazioni ibrida con lettura a 75 ns ?  banda passate sufficiente per lettura a 25 ns ?  Possibilita’ per i colleghi Monaco-Saclay di contribuire ?  Risoluzione temporale certamente piu’ modesta, da determinare CSN I, Roma 19-20/1/2015 RICH&THGEMSilvia DALLA TORRE MAPMTs MWPCs read by APV

22 22 OUTLINE CSN I, Roma 19-20/1/2015 RICH&THGEMSilvia DALLA TORRE Altra attività del periodo ottobre 2014 – gennaio 2015

23 23 uniformita’ MICROMEGAS resistivaRICORDIAMO: Il primo prototipo utilizzato al Test Beam: (G MAX – G MIN )/ G MIN = 45% Con sistematica: 2 zone ( MICROMEGAS standard: ~20%) Novembre 2015, secondo prototipo: (G MAX – G MIN ) / G MIN = 6 – 10%  / = 3.0 – 2.8 % CSN I, Roma 19-20/1/2015 RICH&THGEMSilvia DALLA TORRE Studio uniformita’ MICROMEGAS resistiva con 55 Fe A B C D E F Uniformity 620V 123456 A B 625361705983 C606662946211606658585817 D6024627461075920 5650 E 62946003 5920 F uniformity 550V 123456 A B 1005975966916 C942992971933921917 D933984963929938 E 1013980959938 F

24 24 Caratterizzazione prime THGEM 600 x 300 mm 2 CSN I, Roma 19-20/1/2015 RICH&THGEMSilvia DALLA TORRE SET-UP

25 25 Caratterizzazione prime THGEM 600 x 300 mm 2 CSN I, Roma 19-20/1/2015 RICH&THGEMSilvia DALLA TORRE OTTIMA STABILITA’ ELETTRICA (come le 300 x 300 mm 2 )

26 26 CSN I, Roma 19-20/1/2015 RICH&THGEMSilvia DALLA TORRE Caratterizzazione prime THGEM 600 x 300 mm 2 Grazie alle procedure messe a punto, THGEM di dimensioni finali con buona stabilita’ elettrica e guadagno omogeneo sono ottenibili routinariamente  / = 4.8% 5.1% 5.0%