其他研究组的 polarimeter

本页只记录与当前课题最相关、且能检索到公开来源的 polarimeter / 相关极化探测系统。优先收录 hadron / deuteron / proton / neutron 方向。若某些硬件细节在公开一手来源中无法稳定确认，我会明确写成“待核实”，而不把它当成既定事实。

RIKEN RIBF#

角色：IRC bypass beam transport line 上的 beam-line polarimeter，用于 polarized deuteron beam 在进入 SRC 前的偏振监测。
反应：公开会议材料一致写为 d-p elastic scattering；2017 的 layout slides 直接给出 90 MeV/nucleon。
能稳定确认的公开信息主要来自 accelerator / experiment layout slides；目前我没有检索到像 BigDpol 那样详细的公开 detector note。
待核实：一些二手资料把 H1161 / H1161GS 归给 dPol，但我暂时没有找到足够稳定的一手公开页面，因此这里不把它写成确定事实。

BigDpol sketch

角色：安装在 SRC extraction beam line 上，用于 190-300 MeV/nucleon 区间的 d-p elastic scattering 极化测量。
RIKEN Accel. Prog. Rep. 42 里给出的 detector note 是目前最清楚的公开说明：BigDpol 由 target chamber、2 mm alumina cone window，以及四对对称布置的 plastic scintillators 组成。
闪烁体：BC408。
PMT：Hamamatsu H7415。
几何：散射 deuteron 与 recoil proton 在 left / right / up / down 四个方位做 kinematical coincidence；开角约 10°-70°。图中可见约 R620 和 R770 的半径标注，可作为 deuteron / proton 臂距离的示意值。
靶：polyethylene (CH2)。

目标：为 polarized proton target 条件下的 d-p elastic scattering / spin-correlation 测量而开发，覆盖 100 MeV/n 和 135 MeV/n 的 cross-section minimum 区域。
方位：围绕束轴布置在 0°, 90°, 180°, 270° 四个 azimuthal sectors。
磁场：与 triplet-DNP polarized proton target 一起工作，公开 thesis 给出的典型外场约 0.4 T。
公开 thesis 给出的典型 plastic detectors 如下：

detector	scintillator	size (mm^3)	PMT	distance from target (mm)
Pl_p	BC-408	70×70×25	H7195	1000
Pl_d	BC-408	250×70×10	H7195	950

DSS (Deuteron Spin Structure) 是 Nuclotron / NICA spin programme 的核心内部靶实验之一，用 polarized deuteron / proton beams 研究自旋相关 observables。
早期 Nuclotron ITS polarimeter 的公开构型较清楚：基于 backward-angle d-p elastic scattering，construction note 给出的早期 proton / deuteron plastic counters 分别约为 14×20×20 mm^3 与 20×20×20 mm^3，离靶约 60 cm。
后续 DSS 文献与会议材料中，常见实现是多组 plastic scintillators 加 PMT 的 segmented setup；若只关心当前 DSS 读出，H7416MOD 在几篇会议材料里反复出现。
近年的升级方向之一是把部分 plastic-counter readout 从 PMT 扩展到 SiPM。

EDDA 是 COSY 早期最重要的 hodoscope 之一，最初服务于 pp elastic scattering 的激发函数和 spin observables 测量。
在 JEDI / EDM programme 前后相当长的一段时间里，EDDA 的 plastic scintillator system 一直被当作 beam polarimeter 使用。
对当前主题的意义：它是 COSY 上后续 JEDI / JePo polarimetry 的直接前身。

JePo 是为 EDM search 新设计的 dedicated beam polarimeter，直接替代 EDDA。
JARA 的公开介绍给出的核心构型：基于 LYSO modules 的 modular calorimetric polarimeter，单模块约 3×3×8 cm^3，耦合 large-area SiPM arrays。
探测器呈 radial symmetry，针对 up-down / left-right asymmetry measurement 做了几何优化。
JINST 主论文给出的完整系统：52 个 LYSO modules，位于四个对称 blocks（上、下、左、右）中；LYSO 前面加 plastic scintillators 做 dE/dx particle identification。
主应用场景：COSY ring 内 proton / deuteron EDM search 的高稳定度长时极化监测。

这一节保留是为了做 cross-check：JLab 的电子束 polarimetry 与 hadron polarimetry 不同，但其 beamline instrumentation 文档极其完整，适合对比“专用 polarimeter”与“相关 detector”的边界。

目标：测量 longitudinal electron-beam polarization。
原理：electron beam 打到 magnetically saturated thin iron foil，上、下游谱仪选择 Moller 电子对并计 coincidence。
Hall A manual 明确写到：target magnet 约 3 T，探测的是 75° < theta_CM < 105° 范围内的 electron pairs。

BigHAND 是 large-area neutron detector，不是 dedicated beam polarimeter。
我把它保留在这里，仅作为“polarized-neutron / Hall A experiment 中常被一起提到的相关硬件”示例。
公开资料显示它由多层 steel + thick plastic scintillator bars 组成，用于 neutron detection 与 TOF discrimination。

NPOL3 是 high-resolution neutron polarimeter，用于 polarization-transfer observables measurement。
NIMA 论文描述的标准构型：
前两层：20 组 one-dimensional position-sensitive plastic scintillators，每条约 100×10×5 cm^3，覆盖 100×100 cm^2；
最后一层：100×100×10 cm^3 的 two-dimensional position-sensitive liquid scintillator，用于 double-scattered neutron / recoil-proton detection。
典型 neutron energy 约 200 MeV，文中给出的典型 energy resolution 约 300 keV。
对当前页的意义：它不是 deuteron beam polarimeter，但它是非常典型的 hadron polarimetry / polarimeter-optimization 参考。

下面这段只保留和 polarimeter 选型最相关的几点，不再展开成完整器件综述。

item	PMT	SiPM	practical note
gain	typically 10^6-107	typically 10^5-107	两者都可做到单光子级放大
active area	单通道可做得很大	单颗面积较小，常靠阵列拼接	大面积覆盖时 PMT 仍有优势
magnetic-field tolerance	sensitive	essentially immune	强磁场或紧凑布局时 SiPM 更有优势
operating voltage	high voltage, typically kV	low voltage, typically tens of V	SiPM 电源和安全性更友好
dark noise	generally lower per unit area	room-temperature DCR higher	SiPM 常需温控 / 校正
timing	ns class; MCP-PMT can be much better	tens to hundreds of ps possible	两者都能做好 TOF，但路线不同

如果实验空间大、磁场小、想要大面积单通道覆盖，PMT 仍然直接。
如果实验空间紧、存在磁场、希望低电压和高度分段读出，SiPM 更自然。
JePo 采用 SiPM，而 BigDpol / KuJyaku / 传统 DSS 方案多采用 plastic scintillator + PMT，这个演化路径本身就很有代表性。

最后更新: 2026-03-18
创建日期: 2025-06-04