| Acknowledgements | 第6-15页 |
| Abstract | 第15-16页 |
| 中文摘要 | 第17-19页 |
| R(?)sum(?) en Fran(?)ais | 第19-35页 |
| Introduction | 第35-38页 |
| Chapter 1 Detectors and physics in the BES-Ⅲ experiment at BEPC-Ⅱ | 第38-56页 |
| 1.1 Physic of BESⅢ experiment | 第38-42页 |
| 1.1.1 Studies of electroweak interactions | 第39-41页 |
| 1.1.2 Studies of strong interactions | 第41-42页 |
| 1.1.3 Searches for new physics | 第42页 |
| 1.2 Beijing Electron Positron Collider Ⅱ | 第42-45页 |
| 1.3 The current design of BESⅢ | 第45-51页 |
| 1.3.1 Multilayer drift chamber | 第46-50页 |
| 1.3.2 Time of flight system | 第50页 |
| 1.3.3 CsI(Tl) electromagnetic calorimeter | 第50页 |
| 1.3.4 Muon identifier | 第50-51页 |
| 1.4 Ageing effect of MDC in BES-Ⅲ | 第51-54页 |
| 1.5 Summary and conclusion | 第54-56页 |
| Chapter 2 CMOS Pixel Sensor | 第56-86页 |
| 2.1 Particle interactions with matter and detecting principles of CPS | 第58-69页 |
| 2.1.1 Electronic energy loss of charged particles | 第58-61页 |
| 2.1.2 Radiative energy loss of e~+/e~- | 第61-62页 |
| 2.1.3 Radiative energy loss of muons | 第62-64页 |
| 2.1.4 Energy loss of photons | 第64页 |
| 2.1.5 Small-angle multiple scattering | 第64-66页 |
| 2.1.6 CPS detection principles | 第66-68页 |
| 2.1.7 CPS noises | 第68-69页 |
| 2.2 CPS chip design of MIMOSA series | 第69-75页 |
| 2.2.1 Readout architectures in Pixel level | 第71-73页 |
| 2.2.2 Readout architectures in Chip level | 第73-75页 |
| 2.2.3 Upgraded designs | 第75页 |
| 2.3 CPS Chip design of ALPIDE series | 第75-77页 |
| 2.4 Sensor characterisation and test methods | 第77-84页 |
| 2.4.1 Laboratory calibrations | 第78-81页 |
| 2.4.2 Beam test | 第81-84页 |
| 2.4.3 Probe test | 第84页 |
| 2.5 Summary and conclusion | 第84-86页 |
| Chapter 3 Sensor design optimization for BESⅢ | 第86-102页 |
| 3.1 Detector requirements and CPS design considerations | 第87-88页 |
| 3.2 Beam tests for CPS towards a large pixel pitch | 第88-100页 |
| 3.2.1 SALAT beam Test | 第89-97页 |
| 3.2.2 FSBBbis Test | 第97-100页 |
| 3.3 Summary and conclusion | 第100-102页 |
| Chapter 4 Tracking Algorithms | 第102-150页 |
| 4.1 The generalized least squares fitting | 第102-112页 |
| 4.1.1 Variables and notations | 第103-105页 |
| 4.1.2 Fitting tracks without multiple scattering | 第105-109页 |
| 4.1.3 Chi-square fitting with Multiple scattering | 第109-112页 |
| 4.2 Kalman Filter | 第112-139页 |
| 4.2.1 The Discrete Kalman Filter | 第113-120页 |
| 4.2.2 Derivations using conditional probability density | 第120-122页 |
| 4.2.3 The figure of merit in tracking | 第122-125页 |
| 4.2.4 Smoothing | 第125-136页 |
| 4.2.5 Applications in tracking | 第136-139页 |
| 4.3 Tracking efficiency estimation | 第139-147页 |
| 4.3.1 Pileup Probability | 第140-141页 |
| 4.3.2 Probability of finding the correct hit | 第141-145页 |
| 4.3.3 Estimation on tracking efficiency | 第145-147页 |
| 4.4 Summary and conclusion | 第147-150页 |
| Chapter 5 BESⅢ CPS Inner tracker design and optimization | 第150-182页 |
| 5.1 Ladder design | 第150-151页 |
| 5.2 Geometry optimization for tracking | 第151-167页 |
| 5.2.1 Curvature variance and the optimal spacing without multiple scattering | 第152-157页 |
| 5.2.2 Numerical geometry scan with multiple scattering involved | 第157-165页 |
| 5.2.3 Application on BESⅢ Silicon pixel tracker | 第165-167页 |
| 5.3 Geometry optimization for vertexing | 第167-176页 |
| 5.3.1 Radii optimization in a telescope system | 第167-171页 |
| 5.3.2 Pointing resolutions of straight tracks | 第171-175页 |
| 5.3.3 Pointing resolutions from parabola tracks | 第175-176页 |
| 5.4 The performance including MDC outer chamber | 第176-177页 |
| 5.5 Summary and conclusion | 第177-182页 |
| Chapter 6 Full Monte-Simulation studies on CPS inner tracker | 第182-190页 |
| 6.1 Software for the standalone simulation of the inner tracker | 第182-185页 |
| 6.2 Simulations in BESⅢ offline software system | 第185-187页 |
| 6.2.1 BESⅢ Offline Software System | 第185页 |
| 6.2.2 Implementation of CPS inner tracker | 第185页 |
| 6.2.3 Simulation Samples and results | 第185-187页 |
| 6.3 Summary and conclusion | 第187-190页 |
| Conclusions and Perspectives | 第190-192页 |
| Appendix A Useful mathematical formulae | 第192-200页 |
| A.l The sum of the k-th powers | 第192-194页 |
| A.2 Matrix calculus | 第194-195页 |
| A.3 Joint Gaussian probability density | 第195-196页 |
| A.4 Matrix inversion lemma | 第196-200页 |
| Bibliography | 第200-208页 |
| 附件 | 第208-209页 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 | 第209-210页 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 | 第210页 |
