Фотоника в космомикрофизических экспериментах

Лубсандоржиев, Баярто Константинович

Фотоника в космомикрофизических экспериментах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ

Лубсандоржиев, Баярто Константинович АВТОР

доктора физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Москва МЕСТО ЗАЩИТЫ

2009 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.01 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Фотоника в космомикрофизических экспериментах»

Автореферат диссертации на тему "Фотоника в космомикрофизических экспериментах"

003487706

На правах рукописи

Лубсандоржиев Баярто Константинович

Фотоника в космомикрофизических экспериментах

01.04.01 - приборы и методы экспериментальной физики

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

1 О ДЕК 2009

Москва 2009

003487706

На правах рукописи

Лубсандоржиев Баярто Константинович

Фотоника в космомикрофизических экспериментах

01.04.01 - приборы и методы экспериментальной физики

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Москва 2009

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте ядерных исследований РАН.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук,

профессор Акимов Юрий Константинович

доктор физико-математических наук Мерзон Габриэль Израилевич. доктор физико-математических наук Ростовцев Андрей Африканович

Ведущая организация:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ"»

1 7.1 2.2009

Защита состоится «_»_2009 г.

в /Тчасов <^мин. на заседании диссертационного совета Д 002.119.01 Учреждения Российской академии наук Института ядерных исследований РАН по адресу: 117312 Москва, проспект 60-летия Октября, дом 7а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Учреждения Российской академии наук Институте ядерных исследований РАН.

Автореферат разослан « ' О» »' *' _2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 002.119.01

кандидат физико-математических наук Б. А. Тулупов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Фотоника - наука об излучении, детектировании и распространении фотонов, получившая бурное развитие за последние 30 лет. Практически все элементы фотоники широко применяются в ядерно-физических экспериментах. Особенно активно элементы фогоники используются в экспериментах относительно новой области физики Astroparticle Physics или космомикрофизики, как называют эту область у нас в стране. Элементы фотоники и фотонные методы используются в подавляющем большинстве современных космомикрофи-зических экспериментов. Как правило, детекторы фотонов являются базовыми детектирующими элементами в этих экспериментах и зачастую используются в огромных количествах. Например, в подземном нейтринном эксперименте Super-Kamiokande используются более 13 тысяч крупногабаритных детекторов фотонов, в эксперименте по исследованию космических лучей ультра высоких энергий Pierre Auger Observatory - в общей сложности около 15 тысяч детекторов фотонов, а в таких будущих нейтринных экспериментах как Hyper-Kamiokande или MEMPHIS планируется использовать уже ~200 тысяч детекторов фотонов, подобных используемым в Super-Kamiokande. Практически во всех экспериментах, где применяются детекторы фотонов, используются и источники фотонов (лазеры, лазерные диоды, светодиоды, разрядные источники света и т.д.) для калибровки экспериментальных установок и тестирования как детекторов в целом, так и отдельных детекторных элементов. Разнообразные сцинтилляторы (твердотельные, жидкие и газовые, органические и нерганические) являются основой многих космо-микрофизических экспериментов. Различные оптические среды используются в космомикрофизических экспериментах не только как детектирующие вещества, но и как среды, в которых фотоны распространяются к детекторам фотонов.

Следует особо подчеркнуть, что использование элементов фотоники в таких экспериментах имеет свою яркую специфику. Действительно, только в космомикрофизических экспериментах используются разнооб-

разнейшие детекторы фотонов с размерами от 1 мм до 0,5 м в диаметре. Вряд ли можно найти какую-то другую область экспериментальной физики, где бы использовались такие гигантские объемы оптических сред. В качестве примера можно привести глубоководные и подледные нейтринные телескопы, просматривающие природные объемы воды и массивы льда > 1 км3, или детекторы космических лучей высоких и ультра высоких энергий, использующие всю толщу атмосферы в качестве рабочего вещества. Только в космомикрофизических экспериментах используются источники фотонов с таким широким диапазоном амплитуд световых импульсов - от единичных фотонов до 1016 фотонов в импульсе при длительности импульсов от ~10""с до 10"8с. При этом, эти эксперименты охватывают колоссальный диапазон энергий - от долей эВ, как эксперименты по поиску темной материи и исследованию свойств нейтрино, до Ю20 эВ и выше, как эксперименты по изучению космических лучей ультра высоких энергий. Сегодня можно уже с уверенностью говорить, что, как когда-то в 50-е годы прошлого века из недр активно развивавшейся в то время электроники выделилась ядерная электроника, так и в наши дни из не менее активно развивающейся фотоники зарождается новая область экспериментальной науки - ядерная фотоника.

Цель работы

Целью данной диссертации была разработка и создание элементов фотоники для космомикрофизических экспериментов: детекторов фотонов разного класса, различных наносекундных источников фотонов, калибровочных систем, а также всесторонние исследования этих детекторов и источников фотонов, а также различных физических сред, в которых рождаются и распространяются фотоны.

Научная новизна и практическая ценность работы

мощности. Разработаны калибровочные системы ряда экспериментов. Все эти разработки активно используются в ведущих космомикрофизи-ческих экспериментах: в глубоководном нейтринном эксперименте на оз.Байкал, в черенковских экспериментах по исследованию первичного космического излучения ТУНКА и QUEST, в эксперименте по поиску двойного безнейтринного бета-распада GERDA.

Впервые разработаны и созданы крупногабаритные детекторы фотонов с полусферическим фотокатодом диаметром 37 см с временным разрешением ~1 не (FWHM) и однофотоэлектронным разрешением -30% (FWHM).

Впервые разработан и создан двухканальный оптический модуль для нейтринных телескопов следующего поколения.

Впервые измерена дисперсия света в глубинных водах оз.Байкал.

Впервые измерена кинетика свечения большой серии ультра ярких светоизлучающих диодов, основанных на структурах InGaN/GaN, при прохождении наносекундных импульсов тока большой амплитуды.

Впервые разработаны и созданы источники световых импульсов на базе InGaN/GaN светодиодов с числом фотонов в импульсе 10ш-:-1012 и с длительностями-1+5 не (FWHM).

На защиту выносятся следующие основные положения:

Разработка и создание методологии измерения характеристик основных элементов фотоники, использующихся в космомикрофизиче-ских экспериментах: источников и детекторов фотонов, сред зарождения и распространения фотонов.

Результаты разработок и создания более 30 детекторов фотонов разного класса для космомикрофизических экспериментов. Среди них: серия крупногабаритных вакуумных детекторов фотонов, ставших базовыми фотодетекторами в глубоководном нейтринном телескопе НТ-200 на озере Байкал, наледного черенковского детектора ШАЛ, черенковских детекторов ШАЛ ТУНКА и QUEST; серия классических фотоэлектронных умножителей "ФЭУ БАЙКАЛ" для использования в составе гибридных фотодетекторов.

Разработка и создание оптического модуля Байкальского глубоководного нейтринного телескопа НТ-200

Разработка и создание глубоководного двухканального оптического модуля для нейтринных телескопов следующего поколения.

Разработка и создание серии крупногабаритных полусферических гибридных детекторов фотонов с временным разрешением ~1 не (FWHM) и однофотоэлектронным разрешением 30% (FWHM).

Результаты предложенного и выполненного эксперимента по измерению дисперсии света в глубинных водах оз. Байкал в месте расположения глубоководного нейтринного эксперимента.

Разработка и создание калибровочных систем ряда космомикрофи-зических экспериментов.

Разработку и создание серии наносекундных источников света для калибровочных измерений в черенковских и сцинтилляционных детекторах.

Результаты исследования факторов, влияющих на точность временных и амплитудных измерений с вакуумными фотодетекторами в кос-момикрофизических экспериментах.

Вклад автора

По предложению автора и под его руководством разработаны и созданы более 30 детекторов фотонов различного типа для космомикрофи-зических экспериментов. Вклад автора был определяющим в разработке и создании серии модификаций детектора фотонов KBA3AP-370, ставших базовыми фотодетекторами Байкальского глубоководного нейтринного эксперимента и эксперимента по исследованию первичного космического излучения ТУНКА, в проведении исследований разработанных фотодетекторов, в изучении свойств ультра ярких светоизлу-чающих диодов при прохождении импульсов тока большой амплитуды наносекундной длительности. Вклад автора был решающим в разработках и создании ряда наносекундных источников света различной мощности на основе таких диодов для различных космомикрофизических экспериментов, в разработках и создании калибровочных систем экспериментов ТУНКА-25 и QUEST. Автором предложены методы исследо-

вания, отбора и тестирования фотодетекторов для различных космо-микрофизических экспериментов.

Апробация работы

Результаты исследований докладывались на Российской и международных конференциях по космическим лучам в Москве, 1994, Дурбане, ЮАР, 1997, Гамбурге, Германия, 2001; на международных конференциях по новым тенденциям в фотодетектировании в Боне, Франция, 1999, 2005, и Акс-ле-Бане, Франция, 2008; на международных конференциях по фотодетекторам в Берлине, Германия, 1998, Париже, Франция, 2000, Эйлате, Израиль, 2006, Замке Рингберг, Германия, 2007; на международной конференции "Advanced Technology & Particle Physics" в Комо, Италия, 2001; на международных конференциях RICH2002 в Пилосе, Греция, 2002, R1CH2004 в Плайя дель Кармен, Мексика, 2004, RICH2007 в Триесте, Италия, 2007; на международной конференции по нейтринным телескопам VLVnT2008 в Тулоне, Франция, 2008.

Под научным руководством автора в рамках выполнения данной диссертационной работы выполнены и защищены 3 кандидатские диссертации.

Публикации

Всего по материалам диссертации опубликовано 71 статья в реферируемых журналах и 37 статей в трудах конференций.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Объем диссертации составляет 247 страниц текста, включая 115 рисунков и 11 таблиц. Список цитируемой литературы состоит из 201 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении показывается, что элементы фотоники играют огромную роль в современных космомикрофизических экспериментах и по существу формируется новая область экспериментальной науки - ядерная фотоника, объединяющая все элементы фотоники и фотонные методы, использующиеся в ядерно-физических экспериментах. Обсуждается

актуальность, научная новизна и практическая ценность диссертационной работы. Приводятся основные положения, которые выносятся на защиту, и сведения о том, как данная диссертация прошла апробацию.

В первой главе диссертации описываются крупногабаритные детекторы фотонов серии КВАЗАР, разработанные для глубоководных нейтринных экспериментов. На рис. 1 показан эскиз детектора фотонов КВАЗАР-370У, который в настоящее время является базовым фотодетектором Байкальского глубоководного нейтринного телескопа. Данный детектор фотонов является гибридным вакуумным фотодетектором, состоящим из электронно-оптического предусилителя света с полусферическим фотокатодом диаметром 37 см и фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) классического типа с фотокатодом малого диаметра (~3 см). Такой подход позволяет получить прекрасные временные и амплитудные параметры всего фотодетектора в целом: разброс времени пролета фотоэлектронов при однофотоэлектронной засветке фотокатода составляет 1,8-5-2,2 не (Б\\ЩМ) и однофотоэлектронное разрешение - 70+80% (Р\¥НМ). Конструкция детектора фотонов КВАЗАР-370У обеспечивает его чувствительность в телесном угле ~2л, при этом уровень неоднородности анодной чувствительности фотодетектора по всему чувствительному полю фотокатода не превышает 10%.

370 мм

Рис. 1. Детектор фотонов КВАЗАР-370У

На базе детектора фотонов КВАЗАР-370У в сотрудничестве с рядом отечественных предприятий и институтов был разработан и создан оптический модуль Байкальского глубоководного нейтринного телескопа НТ-200. На рис. 2 представлен эскиз оптического модуля. Защитный стеклянный корпус модуля выполнен из боросиликатного безкалиевого стекла С-49-1. Такой глубоководный защитный корпус используется для всех глубоководных модулей нейтринного телескопа НТ-200: как оптических модулей, так и модулей электроники. Оптический контакт детектора фотонов КВАЭАР-370У с защитной стеклянной сферой осуществляется при помощи химически чистого глицерина или оптическо-

го геля. Подготовка и сборка глубоководных модулей требует особой тщательности для обеспечения высокой надежности модулей. Разработанная и хорошо отлаженная методика позволяет подготовить и собрать глубоководный модуль нейтринного телескопа НТ-200 за ~ 20 мин. Нейтринный телескоп НТ-200 состоит из 192 оптических модулей, закрепленных на 7 гирляндах. Телескоп, расположенный в южной части оз.Байкал на расстоянии ~4 км от берега на глубине 1150 м, успешно функционирует с апреля 1998 г.

Глубоководные разьемы

Высоковолыный источник питания 2 кВ

Светоднод

Стеклянная полусфера Высоковольтный источник гагсання 25 кВ

Манометр

- Фланец _ Полнуретановый слой

Оптический контакт

К'ВАЗАР-370У

Рис. 2. Оптический модуль Байкальского нейтринного телескопа НТ-200

Руководствуясь физическими и конструкционными особенностями детектора фотонов КВАЗАР-370У, в ИЯИ РАН совместно с ОАО МЭЛЗ была разработана и создана серия фотоэлектронных умножителей "ФЭУ-Байкал-1" на базе серийного ФЭУ-115. Фотоумножители "ФЭУ-Байкал-1" имеют стеклооболочку с внешним диаметром 30 мм при минимальном рабочем диаметре фотокатода 25 мм. В этой серии ФЭУ используются КгОвБЬ и КагКСвЗЬ фотокатоды, имеющие в диапазоне длин волн X = 400+450 нм максимум спектральной чувствительности. Применение в качестве материала входного окна стекла марки УТ-88 и

кристаллов MgF2 обеспечивает область спектральной чувствительности фотокатодов этой серии ФЭУ - 150+700 нм. В данных ФЭУ используются 10-, 11- и 13-каскадные ковшеобразные динодные системы с жесткими или гибкими выводами, а сами диноды изготовлены либо из сплава Al-Mg-Ti-Sr либо имеют напыленный состав CsSb3. Отношение пик/долина зарядовых распределений однофотоэлектронных импульсов составляет 1.3+1.5. Время нарастания импульса анодного тока - ~2 не. Разброс времен пролета фотоэлектронов при однофотоэлектронной засветке фотокатода - -1.6 не (FWHM).

В целях улучшения параметров детектора фотонов KBA3AP-370 были разработаны и созданы ряд его модификаций. Эти модификации связаны, в первую очередь, с использованием новых сцинтилляционных материалов в составе люминесцентного экрана детектора фотонов KBA3AP-370. Наилучшие результаты на сегодняшний день достигаются в модификациях с сцинтилляторами YAP, SBO и LSO (КВАЗАР-370YAP, KBA3AP-370SBO, KBA3AP-370LSO): временное разрешение при однофотоэлектронной засветке -1+1,2 не (FWHM) и однофотоэлек-тронное разрешение -30+40% (FWHM). Эти детекторы фотонов наиболее полно на сегодняшний день отвечают требованиям к фотодетекторам для нейтринных телескопов следующего поколения. На рис. За показаны зависимости разброса времен пролета фотоэлектронов при однофотоэлектронной засветке фотокатода от ускоряющего напряжения для различных модификаций детектора фотонов KBA3AP-370. Для детектора фотонов KBA3AP-370LSO разброс времен пролета фотоэлектронов составляет ~1 не (FWHM). Зарядовое распределение многофотоэлектронных импульсов фотодетектора KBA3AP-370LSO показано на рис. 36. (FWHM).

0|---1---1---1-

10 20 30 40

Ускврхющл* напряжении, кВ

Рис. 3. а) Зависимость разброса времени пролета фотоэлектронов при одно-фотоэлектронной засветке фотокатода от ускоряющего напряжения для различных модификаций детектора фотонов КВАЗАР-370. 1 - КВАЗАР-370У; 2 - КВАЗАР-3708ВО; 3 - КВАЗАР-370Ь80. б) Зарядовое распределение многофотоэлектронных импульсов фотодетектора КВАЗАР-370Ь80

Еще один вид модификаций детектора фотонов КВАЭАР-370 связан с созданием крупногабаритных многоканальных фотодетекторов для нейтринных телескопов следующего поколения. Существующие проекты будущих нейтринных телескопов предполагают многократное увеличение числа базовых фотодетекторов. Таким образом, общая стоимость фотодетекторов становится одной из основных проблем в осуществлении таких проектов. Использование многоканальных фотодетекторов позволило бы не только уменьшить общую стоимость фотодетекторов, но и повысить информативность индивидуальных оптических модулей нейтринных телескопов. Руководствуясь данными соображениями, был разработан и создан двухканальный оптический модуль, основанный на двухканальной модификации детектора фотонов КВАЗАР-370 - КВАЗАР-370-И. Основным элементом этой модификации являются двухканальные фотоэлектронные умножители серии "ФЭУ-Байкал-2",

разработанные в ИЯИ РАН совместно с ОАО МЭЛЗ для использования именно в составе двухканальных детекторов фотонов КВАЗАР-370-П.

Временное разрешение вакуумных фотодетеюгоров играет важную роль в космомикрофизических экспериментах. Основными факторами, влияющими на точность временных измерений с вакуумными фотодетекторами, являются предымпульсы, задержанные импульсы и после-импульсы. Задержанные импульсы - это те же основные импульсы, но задержанные на примерно двойное время пролета фотоэлектрона в катодной камере. В этом их принципиальное отличие от послеимпульсов. Возникновение задержанных импульсов объясняется обратным, упругим или неупругим, отражением фотоэлектронов от первого динода, фокусирующих электродов или элементов конструкции ФЭУ. Вероятность появления задержанных импульсов не превышает ~3-4%. Такие же задержанные события наблюдаются в фотоумножителях с микроканальными пластинами (ФЭУ-МКП) и гибридных вакуумных фотодетекторах. В детекторах фотонов КВАЗАР-370 предымпульсы практически отсутствуют, а вклад задержанных импульсов и послеимпульсов существенно подавлен в силу конструкционных особенностей детектора.

Таким образом, детекторы фотонов КВАЗАР-370 обладают временными и амплитудными характеристиками, сравнимыми с параметрами лучших малогабаритных ФЭУ. Практически отсутствуют предымпульсы, а вероятности появления задержанных импульсов и послеимпульсов существенно подавлены по сравнению с ФЭУ классического типа. Высокая однородность анодной чувствительности этих детекторов фотонов достигается в широком телесном угле (~2я). Наконец, характеристики детекторов фотонов КВАЭАР-370 не зависят от магнитного поля Земли. Все вышеперечисленное делает эти детекторы фотонов наиболее близкими к идеальному фотодетектору для гигантских нейтринных детекторов следующего поколения, активно обсуждающихся в последнее время.

Во второй главе представлены детекторы фотонов, разработанные для экспериментов в физике космических лучей. Для широкоугольных черенковских детекторов широких атмосферных ливней (ШАЛ) был

разработан гибридный вакуумный детектор фотонов KBA3AP-370G. Данный фотодетектор представляет собой специальную модификацию детектора фотонов KBA3AP-370. Основным отличием этой модификации является использование нового сцинтиллятора Y2Si05:Ce+BaF2 в люминесцентном экране детектора фотонов и применение специализированного ФЭУ, разработанного именно для таких приложений в ИЯИ РАН совместно с ОАО МЭЛЗ. Была разработана целая серия этих ФЭУ - "ФЭУ-ТУНКА" с малым числом каскадов умножения (6+8) и с повышенным максимально допустимым постоянным анодным током (~250 мкА). Небольшое добавление (~2+3% по весу) BaF2 в сцинтиллятор Y2Si05:Ce приводит к значительному улучшению его радиационной и химической стойкости без существенного ухудшения его сцинтилляци-онных параметров.

Детектор фотонов KBA3AP-370G стал базовым фотодетектором таких экспериментов как наледный черенковский детектор ШАЛ, созданный для изучения углового разрешения Байкальского нейтринного телескопа НТ-200, эксперименты ТУНКА-25 и QUEST для исследования первичного космического излучения в области энергий ~1014+1017 эВ. Основным элементом оптических пунктов этих экспериментов является детектор фотонов Квазар-3700, размещенный в специальном контейнере (рис. 4а). Кроме детектора фотонов Квазар-37(Ю с высоковольтными источниками питания в контейнере устанавливаются светодиод для амплитудной калибровки, делитель напряжения питания ФЭУ и предуси-литель анодных импульсов ФЭУ. Для увеличения эффективной площади детектора фотонов используются конусные концентраторы света, изготовленные из алюминированного пластика. Все эти эксперименты работают в условиях светового фона ночного неба, приводящего к высоким значениям постоянного анодного тока детекторов фотонов. Поэтому используется активный делитель напряжения питания ФЭУ, обеспечивающий стабильность коэффициента усиления ФЭУ в широком диапазоне изменения светового фона ночного неба.

700 мы -

У. и

200 -

■ а я ■ ■ м

О т

100 в

0 ■ ■ я а ■

■100 ■ ■ я ■ а

О о

■

■ ■ и ■

■200 1 -1-

б)

Я- КВАЗЛР-З'ОО

1 100 200 X, м

О - ТНОМ-ЕШ Ш6ЖВ/5

Рис. 4. Оптический модуль черенковского детектора широких атмосферных ливней на основе детектора фотонов КВАЗАР-З700 (а). Схема расположения черенковского детектора широких атмосферных ливней ТУНКА-25 (б)

Детектор ТУНКА-25 расположен в Тункинской долине Республики Бурятия в 3 км от пос. Торы и в 50 км от южной оконечности оз. Байкал. Детектор состоит из 25 основных и 4 дополнительных оптических пунктов, рис. 46. Основные оптические пункты в детекторе ТУНКА равномерно распределены в квадрате 340 х 340 м2, расстояние между ближайшими пунктами составляет 85 м. Условием выработки трйггерного сигнала установки является срабатывание любых четырех основных оптических пунктов во временном окне 1 мкс. Энергетический порог детектора - 200-^300 ТэВ. Четыре дополнительных оптических пункта созданы для регистрации формы черенковского излучения ШАЛ. Они основаны на быстрых фотоэлектронных умножителях ТЬогп-ЕМ1 Б668 с полусферическим фотокатодом диаметром ~ 20 см.

Временной отклик основных оптических пунктов и детекторной электроники определяют угловое разрешение всей установки. Исследование влияния светового фона ночного неба и его флуктуаций на временной отклик основных оптических пунктов и детекторной электрон-

ной системы показывает, что смещение временной отметки, вырабатываемой фотодетектором и электронной системой установки, и изменение их суммарного временного разрешения не превышают 0.2 не при изменении среднего постоянного анодного тока фотодетектора в пределах 0+100 мкА. При этом средний анодный ток фотодетекторов в установке ТУНКА составляет -30 мкА. Кроме этого, в эксперименте ТУНКА с применением детектора фотонов КВАЗАР-З700 достигается высокая линейность при измерении амплитуд сигналов (вплоть до 5x104 ф.э.), что позволяет вести исследования первичного космического излучения в диапазоне энергий 1014+10|7эВ.

Использование детекторов фотонов КВАЗАР-З700 позволяет проводить исследования первичных космических лучей в области излома их энергетического спектра. Детекторы фотонов КВАЗАР-З700 это самые большие фотодетекторы, когда-либо использовавшиеся в черенков-ских детекторах ШАЛ, а эксперимент ТУНКА единственный эксперимент в этой области, применяющий гибридные детекторы фотонов. Успешная эксплуатация детекторов фотонов КВАЗАР-З700 в эксперименте ТУНКА на протяжении более 15 лет в довольно суровых (до -40°С в зимнее и до +35°С в летнее время) климатических условиях показывает высокие амплитудные и временные характеристики и высокую надежность этих детекторов фотонов.

Для повышения устойчивости к световому фону ночного неба и улучшения быстродействия классических ФЭУ, разработанных для детекторов широких атмосферных ливней, в настоящее время в мировой практике существует тенденция уменьшения числа каскадов умножения, как в "ФЭУ-ТУНКА". Соответствующее пониженное усиление ФЭУ (~104+105) компенсируется использованием быстродействующих трансимпедансных усилителей с высоким коэффициентом усиления.

Разработанный для использования в камерах изображения атмосферных телескопов гамма-квантов высоких энергий быстрый коорди-натно-чувствительный детектор фотонов КАМЕРА представляет собой гибридный вакуумный фотодетектор с прямой фокусировкой и люминесцентным экраном. Для считывания анодных импульсов данного фо-

тодетектора возможно использование малогабаритных ФЭУ или лавинных фотодиодов. Такой подход позволяет получить довольно хорошее пространственное разрешение а < 1 мм и временное разрешение на уровне временного разрешения фогодетекторов КВАЗАР. Разработанные для флуоресцентных детекторов ШАЛ фотоэлектронные умножители ФЭУ-1984и и ФЭУ-1841ГМ характеризуются хорошей чувствительностью в ультрафиолетовой области спектра и высокой устойчивостью к световому фону ночного неба.

В третьей главе описываются излучатели фотонов, разработанные для использования в различных космомикрофизических экспериментах. Эти источники созданы с использованием ультра ярких синих и ультрафиолетовых светодиодов на основе соединений М}а>ШаМ.

Для тестовых и калибровочных измерений в космомикрофизических экспериментах была разработана серия наносекундных источников света на основе синих ультра ярких светодиодов. На сегодняшний день существуют два типа наиболее эффективных формирователей импульсов запуска светодиодов, обеспечивающих мощные и быстрые световые импульсы. Первый из них основан на разряде конденсатора через комплементарную пару быстродействующих транзисторов. Максимальный световыход составляет 106+108 фотонов в импульсе при использовании ультра ярких ультрафиолетовых, синих и зеленых светодиодов. При этом, длительность выходных импульсов составляет ~ 0,7+2,7 не.

Для получения большего световыхода источников приходится использовать формирователи на лавинных транзисторах. На базе лавинных транзисторов и ультра ярких синих светодиодов удается создать источники световых импульсов с числом фотонов в импульсе 109 и длительностью импульса 1+2 не. При использовании ультра ярких светодиодов №СН1А, КШОВЯЮНТ, в-пог и др. (например, №РВ5008, Ь-53КВС и С1ЧЬ3014ВС) с такими формирователями импульсов запуска удалось разработать мощные, стабильные источники световых импульсов наносекундной длительности с частотой повторения импульсов от одиночных импульсов и вплоть до 10 МГц. Исследования долговременной стабильности таких источников света показывают, что интенсив-

ность и длительность световых импульсов источников практически не изменяются при полном числе импульсов источника ~1010 и выше, при этом уровень флуктуации световыхода источников не превышает 1%, рис. 5а и 56. Температурный коэффициент изменения световыхода источников в диапазоне температур -5-и-50°С составляет ~(0,14-^0,18)%/°С. Длительность же световых импульсов источников остается практически неизменной в этом температурном диапазоне.

Световыход, отн. ед. 1,1

1,0

0,9

Длительность импульса 1ру\/НМ' нс 2,5

2,0

1,5

Рис. 5. Зависимости световыхода (а) и длительности импульсов (б) наносе-кундного источника света, основанного на лавинных транзисторах, от полного числа импульсов источника. Светодиод - ультра яркий синий светодиод ЫБРВЗООЗ. Амплитуда наносекундных импульсов тока через светодиод - 2,2 А.

(а)

• ..........• 1 . ... ^.-„.'•..у/л1* -1- . _<_ -1. . -1- .1 ...

10" ю10

Число импульсов

отн. ед.

О 5 10 15 20 25 30 35

Время, не

О 5 10 15 20 25 30 35

Время, не

\/У, отн. ед.

(8) \Л/, отн. ед 1

О 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Время, не

О 20 40 60 80 100

Время, не

\Л/, отн. ед.

М , отн. ед.

Рис. 6. Типовые формы световых импульсов наносекундных источников света, использующих различного тапа ультра яркие синие светодиоды из соединений 1пСаЫ/СаЫ. а) К8РВ5005. Светодиоды этого типа разделяются на две группы -медленную и быструю, б) Ь7113НВС. Светодиоды этого типа также подразделяются на медленную и быструю, в) "быстрые" светодиоды. г) "промежуточные" светодиоды. д) "медленные" светодиоды. е) светодиод высокой мощности ЬХНЬ-ИВ98 с яркостью ~200 кд

С помощью формирователя импульсов запуска на лавинных транзисторах была исследована кинетика свечения более 1000 образцов ультра ярких синих, фиолетовых и ультрафиолетовых светодиодов различных марок при прохождении через них наносекундных импульсов тока с амплитудой -2,2 А. Следует отметить, что при таких больших импульсных токах в спектрах излучения ультра ярких синих светодиодов появляется быстрая коротковолновая компонента, в ультрафиолетовых светодиодах - медленная длинноволновая компонента с постоянной времени высвечивания ~4-5 мкс

На рис. ба-д показаны наиболее типичные формы световых импульсов ультра ярких синих, фиолетовых и ультрафиолетовых светодиодов. Световые импульсы этих светодиодов имеют самые разнообразные формы. Даже среди светодиодов одной марки выделяются группы светодиодов, демонстрирующие совершенно разную кинетику свечения, например, светодиоды ШРВбООЗ фирмы М1СН1А и Ь-53КВС фирмы КЖСВИЮНТ, рис. 6а и 66 соответственно. Еще большое разнообразие кинетики свечения показывают светодиоды ОГЬЗОМВС, среди которых выделены образцы с самой быстрой кинетикой свечения: длительности световых импульсов источников на их основе составляет <1 не при све-товыходе источников ~109 фотонов в импульсе, при этом, медленная компонента у этих светодиодов отсутствует полностью. Все исследованные светодиоды можно разделить на три группы: "быстрые", рис. 6в, "промежуточные", рис. 6г, и "медленные", рис. 6д. На рис. бе показана форма светового импульса светодиода ЬХНЬ-ИВ98 высокой мощности с яркостью ~200 кд.

Объединение светодиодов в матрицы позволяет значительно увеличить световыход источников света. При этом возможно два варианта -а) для каждого светодиода в матрице используется свой формирователь импульсов запуска; и б) все светодиоды матрицы запускаются от одного формирователя запуска. В обоих случаях тонкой регулировкой параметров формирователей импульсов запуска и тщательным подбором светодиодов с близкими параметрами удается достичь хорошего уровня одновременности срабатывания светодиодов матрицы. Удается также

достичь высокой степени идентичности кинетики свечения индивидуальных светодиодов матрицы. Форма светового сигнала всей матрицы практически не отличается от форм сигнала отдельных светодиодов матрицы. При использовании матриц светодиодов световыход источников достигает ~ Ю10 и более фотонов в импульсе, при этом длительность импульсов остается такой же, как у отдельных светодиодов матрицы -1*2 не. Применение светодиодов высокой мощности позволяет получить источники с числом фотонов в импульсе ~1012 при длительности импульса ~5 не (Р\\^НМ).

Четвертая глава посвящена различным средам, в которых рождаются и распространяются фотоны - это сцинтилляторы, оптоволоконные кабели, спектросмещающие пленки и т.д..

Временное разрешение детектора фотонов КВАЭАР-370 определяется выражением:

\Уф~ехр(-(С/т)1), (1)

где в - коэффициент усиления предусилителя света детектора фотонов, а т - время высвечивания сцинтиллятора в люминесцентном экране детектора фотонов. В свою очередь, величина й - определяется соотношением:

0 = У(ЕеК-т1э, (2)

где У(ЕС) - число фотонов, рожденных в сцинтилляторе фотоэлектроном с энергией Ее, \ - коэффициент сбора фотонов на фотокатод ФЭУ детектора фотонов, т]э - эффективная квантовая эффективность ФЭУ. С учетом соотношений (1) и (2) работа по улучшению временного и амплитудного разрешения детектора фотонов КВАЭАР-370 была направлена на поиск сцинтилляционных материалов с возможно большим световыходом и меньшим временем высвечивания. К тому же, сцинтилляторы должны удовлетворять требованиям, возникающим из технологии производства детекторов фотонов КВАЗАР: длительные (порядка нескольких часов) нахождение при высоких температурах (~ 400°С) и пребывание в атмосфере паров щелочных металлов и, наконец, вакуумная совместимость. Таким требованиям отвечают только ряд неорганических сцинтилляторов.

Как было уже упомянуто выше, наилучшие результаты достигнуты с сцинтилляторами LS0(Lu2Si05:Ce), YAP(YA103:Ce) и SB0(ScB03:Ce). Самые лучшие временное и однофотоэлектронные разрешения, ~1 не (FWHM) и 30% (FWHM) соответственно, достигается с монокристаллическим сцинтиллятором LSO (Lu2Si05:Ce) (KBA3AP-370LSO). Следует отметить, что весьма перспективным является сцинтиллятор SBO (8сВОз:Се), обладающий достаточно высоким световыходом, временем высвечивания ~27+30 не и малым значением величины эффективного атомного номера (Ze«- ~ 17). Сцинтиллятор SBO синтезируется в виде порошкового люминофора и обладает повышенной химической устойчивостью, что делает его технологически весьма привлекательным для использования в детекторе фотонов KBA3AP-370.

Еще одним интересным элементом фотоники являются тонкопленочные сместители спектра на полимерной основе, наносимые на фотокатоды фотодетекторов для увеличения их чувствительности к черен-ковскому свету Высокая прозрачность глубинного антарктического льда и чистой воды, применяющейся в подземных черенковских детекторах, позволяет эффективно использовать такие пленки. Для оптических модулей подледного телескопа AMANDA была разработана спек-тросмещающая пленка на основе сополимера этилметакрилата Paraloid В72 с добавкой 5% Butyl PBD и 0.1% РОРОР. Нанесение такой пленки на поверхность оптического модуля повышает чувствительность модуля к черенковскому свету на 48%.

Для натурных испытаний образцов новых разработок фотодетекторов, детекторной электроники и для отработки новых методов детектирования была разработана и создана многоцелевая глубоководная экспериментальная гирлянда. В рамках работ с экспериментальной гирляндой был предложен, подготовлен и выполнен эксперимент по измерению дисперсии света в глубинных водах оз. Байкал в месте расположения нейтринного телескопа НТ-200. Использовались светодиодные источники света на трех длинах волн 370 нм, 470 нм и 520 нм. Длительность импульсов составляла ~1 не. Число фотонов в одном импульсе - ~10s4-109. Измеренные значения групповой скорости света

составляют: Уп>=(2,148±0,010)-108 м/с для л=370±6 нм, Угр=(2,193±0,009)-108 м/с для Х=470±11 нм и Угр=(2)206±0,009)-108 м/с для Х=520±17 нм. На рис. 7а представлены расчетные кривые зависимостей группового и фазового показателей преломления воды и экспериментальные значения группового показателя преломления, полученные из измеренных значений групповой скорости света. Как видно из рисунка, наблюдается достаточно хорошее согласие экспериментальных и расчетных данных. На рис. 76 показаны зависимости временной задержки фотонов, обусловленной различием групповой и фазовой скоростей света, от расстояния до точечного источника фотонов для разных длин волн. На расстоянии —100 м задержка фотонов с л=370 нм от фотонов с л=520 нм составляет ~8 не.

Рис. 7. а) - Зависимость группового (кривая 1) и фазового (кривая 2) показателей преломления воды от длины волны; точки - экспериментально измеренные значения группового показателя преломления глубинных вод озера Байкал в месте расположения нейтринного телескопа НТ-200. б) - Зависимость временной задержки, обусловленной различием групповой и фазовой скорости света, для фотонов разных длин волн от расстояния до точечного источника фотонов; 1 - для 520 нм; 2 - 470 нм; 3 - 370 нм

Элементы фотоники, разработанные для использования в калибровочных системах космомикрофизических экспериментов описываются в пятой главе диссертации. Калибровочные системы экспериментов ТУНКА-25, QUEST и наледного черенковского детектора широких атмосферных ливней состоят из наносекундного источника света и пластикового оптоволоконного кабеля на основе полиметилметакрилата длиной -220 м. Источник света располагается в центральном электронном пункте детектора. В этом источнике света используется формирователь импульсов запуска на основе двух последовательно включенных лавинных транзисторов и одного ультра яркого синего светодиода. Для временной калибровки детектора каждый оптический пункт детектора последовательно засвечивается от одного и того же источника световыми импульсами длительностью -1+2 не (FWHM) через один и тот же оптоволоконный кабель. Измеряются времена срабатывания отдельных оптических пунктов, при этом триггерным сигналом является синхронизирующий импульс наносекундного источника света.

Для калибровки черенковского детектора мюонного вето эксперимента по поиску двойного безнейтринного бета-распада GERDA предложена система, состоящая из двух частей. В первой части оптические модули детектора засвечиваются от одного наносекундного источника света через систему пластиковых оптоволоконных кабелей, к каждому модулю подводится отдельный кабель. Источник света основан на быстром ультра ярком синем светодиоде. Длительность световых импульсов источника составляет -2,2 не, а амплитуда световых импульсов регулируется в диапазоне 0+108 фотонов в импульсе. Во второй части системы засветка оптических модулей детектора осуществляется через воду. Для этого в объеме детектора устанавливаются 4 диффузных рас-сеивателя света, к которым подводятся световые импульсы от второго источника света с помощью таких же оптоволоконных кабелей, как в первой части системы. В этом случае источник света использует синий светодиод высокой мощности. Длительность световых импульсов источника - 5 не (FWHM). Амплитуда световых импульсов соответствует ~1012 фотонов в импульсе.

В заключении приводятся основные выводы диссертационной работы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработана и создана методология измерения характеристик основных элементов фотоники, использующихся в космомикрофизиче-ских экспериментах: источников и детекторов фотонов, физических сред, в которых рождаются и распространяются фотоны. Для этого разработана, создана и эксплуатируется серия измерительных стендов, что позволяет активно сотрудничать с промышленностью в разработках практически всех элементов фотоники для космомикрофизических экспериментов.

2. Разработаны и созданы совместно с рядом отечественных компаний в общей сложности более 30 детекторов фотонов различных типов для космомикрофизических экспериментов: глубоководных нейтринных экспериментов, экспериментов по исследованию первичного космического излучения, а также низкофоновых экспериментов. Среди них крупногабаритные вакуумные гибридные детекторы фотонов КВАЗАР-370Y и KBA3AP-370G, ставшие базовыми фотодетекторами в Байкальском нейтринном телескопе НТ-200 и черенковских детекторах широких атмосферных ливней ТУНКА-25 и QUEST; серия фотоэлектронных умножителей традиционного типа "ФЭУ-БАЙКАЛ-1" для использования в составе гибридных детекторов фотонов; серия двухканальных фотоэлектронных умножителей "ФЭУ-БАЙКАЛ-2" и на их основе двухка-нальный гибридный детектор фотонов KBA3AP-370-II, низкофоновый гибридный детектор фотонов KBA3AP-370L, гибридный детектор фотонов KBA3AP-370D с кремниевым диодом в качестве умножительной системы, фотоэлектронные умножители ФЭУ-184и и ФЭУ-184ЦМ для использования во флуоресцентных детекторах широких атмосферных ливней, быстрый гибридный координатно-чувствительный детектор фотонов КАМЕРА для атмосферных черенковских телескопов гамма-квантов высоких энергий. Изучены характеристики значительных серий выше перечисленных детекторов фотонов.

3. Разработана и создана совместно с АООТ КАТОД г. Новосибирска серия вакуумных гибридных детекторов фотонов с полусферическим фотокатодом диаметром 37 см (KBA3AP-370LSO, КВАЗАР-370SBO, КВАЗАР-З70УАР) с временным разрешением ~ 1+1,2 не (FWHM) и однофотоэлектронным разрешением 30+40% (FWHM), наиболее полно на сегодняшний день отвечающие требованиям к фотодетекторам для планирующихся проектов нейтринных экспериментов следующего поколения.

4. Разработан и создан в сотрудничестве с рядом отечественных предприятий и институтов глубоководный оптический модуль Байкальского нейтринного телескопа НТ-200 на базе детектора фотонов KBA3AP-370Y.

5. Разработан и создан двухканальный оптический модуль для глубоководных нейтринных экспериментов следующего поколения на базе двухканального детектора фотонов КВАЗАР-З 70-11.

6. Разработана методика проведения тестирования, исследования и эксплуатации классических фотоэлектронных умножителей с относительно малым усилением, разработанных для космомикрофизических экспериментов. Результаты исследований подтверждают обоснованность новых подходов в разработках фотоэлектронных умножителей: уменьшение числа каскадов умножения и использование быстродействующих трансимпедансных предусилителей для достижения хороших временных характеристик.

7. Проведены исследования факторов, влияющих на временное и амплитудное разрешение вакуумных фотодетекторов. Изучена природа задержанных импульсов в вакуумных фотодетекторах. Показано, что задержанные импульсы обусловлены обратным, упругим и неупругим, отражением фотоэлектронов от умножительной системы или элементов конструкции и являются характерной чертой всех вакуумных фотоде-текгоров. Однако, в детекторах фотонов KBA3AP-370 предымпульсы практически отсутствуют, а вклады задержанных импульсов и послеим-пульсов существенно подавлены в силу конструкционных особенностей этих детекторов.

8. Проведены исследования интенсивности, кинетики свечения и долговременной стабильности параметров большой серии ультра ярких светодиодов на основе соединений InGaN/GaN при прохождении через них импульсов тока большой амплитуды наносекундной длительности. Выделены ряд типов светодиодов наиболее перспективных для использования в наносекундных мощных источниках света, предназначенных для калибровочных измерений в космомикрофизических экспериментах.

9. Разработаны и созданы наносекундные источники света на основе ультра ярких светодиодов из соединений InGaN/GaN с числом фотонов в импульсе до 1012 и длительностью имупльсов ~0,7*5 не (FWHM) для калибровочных и тестовых измерений в экспериментах с вакуумными фотодетекторами. Эти источники активно используются в калибровочных системах Байкальского нейтринного эксперимента, наледного че-ренковского детектора LLLAJI, черенковских детекторов ШАЛ ТУНКА-25 и QUEST, в эксперименте по поиску двойного безнейтринного бета-распада GERDA, в тестовых измерительных системах подземного эксперимента по исследованию мюонов космических лучей EMMA.

10. Разработана и создана глубоководная многофункциональная комплексная экспериментальная гирлянда для проведения натурных испытаний глубоководной экспериментальной техники: детекторов и источников фотонов, систем передачи данных, элементов подводной инженерии. Предложен, подготовлен и проведен специальный эксперимент по измерению дисперсии света в глубинных водах озера Байкал с использованием этой гирлянды. Результаты эксперимента хорошо согласуются с расчетами. Показана необходимость учета дисперсии света при проектировании глубоководных нейтринных телескопов и детекторов фотонов для использования в таких экспериментах.

11. Разработаны методы повышения чувствительности оптических модулей нейтринных телескопов к черенковскому свету в воде или во льду с применением высокоэффективных спектросмещающих пленок на полимерной основе. Показаны основные пути повышения эффективно-

сти таких пленок для увеличения чувствительности детекторов фотонов к черенковскому свету во льду или в воде.

12. Совместно с рядом отечественных и зарубежных институтов и компаний выделены и исследованы наиболее эффективные на сегодняшний день неорганические сцинтилляторы для детектирования фотоэлектронов в гибридных детекторах фотонов. Разработан ряд гибридных детекторов фотонов с люминесцентными экранами на основе таких сцинтилляторов.

13. Разработаны и созданы калибровочные системы наледного че-ренковского детектора ШАЛ и черенковских детекторов ШАЛ ТУНКА-25 и QUEST. Предложены методы калибровки черенковского детектора мюонного вето эксперимента GERDA на основе мощных наносекунд-ных светодиодных источников света, пластиковых оптоволоконных кабелей и диффузных рассеивателей света.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Безруков Л.Б., Гарус A.A., Дорошенко A.A.,..........Лубсандоржиев Б.К.

и др. Быстрый координатно-чувствительный фотоприемник для гамма-астрономии высокой энергии // Известия АН. Серия физическая. 1994. T.58.N.12. С.183.

2. I.A.Belolaptikov, Bezrukov L.B., Borisovets В. А., ..........

B.K.Lubsandorzhiev et al. The Baikal Underwater Neutrino Telescope: Design, Performance and First Results // Astroparticle Physics 1997. У.7. P.263.

3. R.I.Bagduev, L.B.Bezrukov, N.M.Budnev........... Lubsandorzhiev B.K. et

al. The Optical Module of the Baikal Deep Underwater Neutrino Telescope // Nucl. Instrum. and Methods. A. 1999. V.420. P. 13 8.

4. Безруков Л.Б., Борисовец Б.А., Глуховской Б.М............

Б.К.Лубсандоржиев и др. Фотоэлектронный умножитель для глубоководного нейтринного телескопа НТ-200 // ПТЭ. 2000. N.l. С.104.

5. B.K.Lubsandorzhiev. Photodetectors of the lake Baikal Neutrino Experiment and TUNKA Air Cherenkov Array // Nucl. Instrum. and Methods. A. 2000. V.442. P.368.

6. B.K.Lubsandorzhiev, P.G.Pokhil, R.V.Vasiljev, A.G.Wright, Studies of Pre-pulses and Late Pulses in the 8" Electron Tubes Series of Photomultipliers. // Nucl. Instrum. And Meth. A. 2000. V.442. P.452.

7. Безруков JI.Б., Борисовец Б. А., Глуховской Б.М., ..........

Б.КЛубсандоржиев и др. Фотоэлектронный умножитель для черенков-ских детекторов широких атмосферных ливней // ПТЭ. 2000. N.1. С. 164.

8. Р.В.Васильев, Б.КЛубсандоржиев, П.Г.Похил Наносекундный источник света для калибровочных измерений в сцинтилляционных и черенков-ских детекторах // ПТЭ. 2000. N.4. С.148.

9. Лубсандоржиев Б.К., Похил П.Г., Путилов OA., Степаненко З.И. Фотоприемник KBA3AP-370G для черенковских детекторов широких атмосферных ливней // ПТЭ. 2001. N.3. С.155.

10. Р.В.Васильев, О.А.Грэсс, Е.Е.Корестелева........... Б.К.Лубсандоржиев и

др.. Черенковский детектор широких атмосферных ливней для совместной работы с нейтринным телескопом НТ-200. // ПТЭ. 2001. N.5. С.51.

11. В.А.Балканов, Р.В.Васильев, Б.К.Лубсандоржиев и др. Однофотоэлек-тронные характеристики ФЭУ-184и // ПТЭ. 2001. N.5. С.98.

12. D.Paneque, A.G.Ostankov, P.Jagon,........., B.K.Lubsandorzhiev et al. Studies of the optical properties of new hemispherical photomultiplier tubes // IEEE Trans, on Nucl. Sei. Vol.48. No.4. August 2001. P.1215.

13. В.А.Балканов, С.А.Белянченко, Р.В.Васильев, ..........

Б.К.Лубсандоржиев и др. Двухканальный фотоэлектронный умножитель "Байкал-2'7/ ПТЭ. 2002. N.1. С. 100.

14. Р.В.Васильев, О.А.Грэсс, Е.Е.Корестелева,.......... Б.К.Лубсандоржиев и

др. Угловое разрешение черенковского детектора широких атмосферных ливней, созданного для совместной работы с нейтринным телескопом НТ-200 // ПТЭ. 2002. N.5. С.51.

15. Б.К.Лубсандоржиев, К.К.Шпиринг, Л.А.Кузьмичев Увеличение чувствительности оптических модулей нейтринных телескопов к черенковскому свету // ПТЭ. 2002. N.6. С. 13.

16. Р.В.Васильев, Б.К.Лубсандоржиев, П.Г.Похил, O.Streicher Влияние гидростатического давления на оптические параметры оптоволоконных ка-

белей калибровочной системы нейтринного телескопа НТ-200 // ПТЭ. 2003.N.1.C.77.

17. Б.КЛубсандоржиев, Л.А.Кузьмичев, Р.В.Васильев. Влияние амплитуды регистрируемых сигналов на точность временных измерений в нейтринном телескопе НТ-200 // ПТЭ. 2003. N.2. С.42.

18. B.K.Lubsandorzhiev, P.G.Pokhil, R.V.Vasiliev, Y.E.Vyatchin. Measurements of group velocity of light in the lake Baikal water // Nucl. Instrum. and Methods. A. 2003. V.502.P.168.

19. Вятчин Е.Э., Лубсандоржиев Б.К. Изучение стабильности наносекунд-ных источников света на основе синих светоизлучающих диодов из соединений InGaN и GaN. // ПТЭ. 2004. N.4. С.80

20. Лубсандоржиев Б.К., Похил П.Г. Фотокатоды для регистрации черенков-ского излучения в глубоководных нейтринных телескопах // ПТЭ. 2004. N.5. С.20.

21. Г.К.Гарипов, Б.А.Хренов, Б.К.Лубсандоржиев и др. Фотоэлектронные умножители в фотодетекторе орбитального детектора флуоресцентного излучения ШАЛ. // ПТЭ. 2005. N.l. С.92.

22. Lubsandorzhiev В.К. Cherenkov neutrino detectors in the lake Baikal: Past, present and prospects // Nucl. Instrum. and Meth. A. 2005. V.553. P.282.

23. E.Koresteleva, L.Kuzmichev, V.Prosin, B.Lubsandorzhiev. Primaiy energy measurement with EAS Cherenkov light: Experiment QUEST and CORSIKA II Intern. J. Mod. Phys. A. 2005. V.20 P.6837.

24. B.K.Lubsandorzhiev, R.V.Vasiliev, Y.E.Vyatchin, R.V.Poleshuk, B.A.J.Shaibonov. Photoelectron backscattering in vacuum phototubes // Nucl. Instrum. and Meth. A. 2006. V.567. P.12.

25. Р.В.Васильев, Е.Э.Вятчин, Б.КЛубсандоржиев, П.Г.Похил, Б.М.А.Шайбонов, Р.В.Полещук. Многоцелевая экспериментальная глубоководная гирлянда для нейтринных экспериментов на оз. Байкал // ПТЭ. 2008. №2. С.21.

26. B.K.Lubsandorzhiev, B.Combettes. The quest for the ideal scintillator for hybrid photodetectors II IEEE Transactions on Nuclear Science. 2008. Vol.55. Issue 3. Part2. P. 1333.

27. B.K.Lubsandorzhiev. The quest for the ideal photodetector for the next generation deep underwater neutrino telescopes // Nucl. Instrum. and Meth. A. 2008. V.595. P.58.

28. B.K.Lubsandorzhiev. Hybrid phototubes in neutrino telescopes: Experience and perspectives //Nucl. Instrum. and Meth. A. 2009. V. 602.P.201.

29. B.K-Lubsandorzhiev, R-V.Poleshuk, B.A.J.Shaibonov, Y.E.Vyatchin. LED based powerful nanosecond light sources for calibration systems of deep underwater neutrino telescopes // Nucl. Instrum. and Meth. A. 2009. V.602. P.220.

30. Р.В.Васильев, О.А.Грэсс, Е.Е.Коростелева,.......... Б.К.Лубсандоржиев и

др. Измерение формы импульса черенковского излучения широких атмосферных ливней в эксперименте ТУНКА// ПТЭ. 2009. №2. С. 17.

31. P.Grabmayr, J.Jochum, M.Knapp, B.K.Lubsandorzhiev, F.Rittel, B.Shaibonov. The GERDA Muon Veto Cherenkov Detector // Nucl. Instrum. and Meth. A. 2009. Accepted for publication. Available on line 27 May. 2009/doi: 1016/j.nima.2009.05.115.

Ф-т 60x84/16 Уч.-издл. 1,7 Заказ №22025 Тираж 100 экз. Бесплатно

Отпечатано на компьютерной издательской системе Издательский отдел Учреждение Российской академии наук Институт ядерных исследований РАН 117312, Москва, проспект 60-летия Октября, 7а

Содержание диссертации автор исследовательской работы: доктора физико-математических наук, Лубсандоржиев, Баярто Константинович

Введение

ГЛАВА 1. Детекторы фотонов в экспериментальной нейтринной астрофизике высоких энергий

1.1. Гибридные вакуумные фото детекторы серии KB АЗАР-З

1.1.1. Фотоэлектронные умножители серии "ФЭУ-БАЙКАЛ-1" для фотодетекторов КВАЗАР-З

1.2. Байкальский глубоководный нейтринный телескоп НТ

1.3. Оптический модуль глубоководного нейтринного телескопа НТ-200 27 1.3.1 Подготовка и сборка оптического модуля

1.3.2. Угловая чувствительность оптического модуля нейтринного телескопа НТ

1.3.3. Тестирование оптических модулей в условиях Байкальского технического стационара

1.3.4. Оптические модули в нейтринном телескопе НТ

1.3.5. Влияние амплитуды регистрируемых сигналов на точность измерения времени в нейтринном телескопе НТ

1.4. Модификации фотодетектора KBA3AP

1.4.1. Модификации фото детектора KBA3AP-370 с новыми люминесцентными экранами

1.4.2. Фотодетекторы КВ АЗАР-З 70D и КВАЗ AP-370L

1.4.3. Двухканальный фотодетектор KBA3AP-370-2 60 1.4.3.1. Двухканальные фотоэлектронные умножители серии "ФЭУ-БАЙКАЛ-2"

1.5. Двухканальный оптический модуль на базе фотодетектора

КВ АЗАР-З70

1.6. Точность временных измерений в экспериментах с вакуумными фотодетекторами

1.6.1 Предымпульсы в вакуумных фото детекторах

1.6.2. Задержанные импульсы в вакуумных фотодетекторах

1.6.3. Кинетика анодного свечения

1.6.4. Послеимпульсы в вакуумных фотодетекторах 83 1.7. Фотодетекторы для проектов нейтринных телескопов следующего поколения

ГЛАВА 2. Детекторы фотонов для экспериментов в физике космических лучей

2.1 .Фотодетектор KBA3AP-370G для широкоугольных черенковских детекторов широких атмосферных ливней (ШАЛ)

2.2. Фотоэлектронные умножители серии "ФЭУ-ТУНКА"

2.3. Наледный широкоугольный черенковский детектор ШАЛ

2.4. Наземные эксперименты по исследованию первичного космического излучения ТУНКА и QUEST

2.5. Детекторы фотонов для черенковских атмосферных телескопов изображения и флуоресцентных детекторов ШАЛ

2.5.1. Фотоэлектронные умножители ЕТ9116В и ЕТ9117В

2.5.2. Фотодетектор "КАМЕРА" для гамма-астрономии высоких энергий

2.5.3. Фотоэлектронные умножители ФЭУ-184И и ФЭУ-184ЦМ для флуоресцентных детекторов ШАЛ.

ГЛАВА 3. Источники фотонов в космомикрофизических экспериментах

3.1. Ультра яркие светоизлучающие диоды (светодиоды) на основе соединений InGaN/GaN

3.2. Формирователи импульсов запуска ультра ярких свето диодов

3.2.1. Формирователи на основе комплементарной пары транзисторов

3.2.2. Формирователи на основе лавинных транзисторов

3.3. Кинетика свечения ультра светодиодов InGaN/GaN при прохождении импульсов тока большой амплитуды

3.4. Изучение спектрального состава излучения светодиодов InGaN/GaN

3.5. Долговременная стабильность и температурная стабильность наносекундных источников света со светодиодами InGaN/GaN

3.6. Калибровочные источники света на основе матриц светодиодов InGaN/GaN.

3.6.1. Матрица на основе светодиодов InGaN/GaN с индивидуальными формирователями.

3.6.2. Матрица на основе параллельно включенных светодиодов InGaN/GaN.

3.3.3. Имитаторы черенковских и сцинтилляционных импульсов света.

ГЛАВА 4. Среда зарождения и распространения фотонов

4.1. Сцинтилляторы для детектирования фотоэлектронов в гибридных вакуумных фото детекторах

4.2. "Идеальный" сцинтиллятор для гибридных вакуумных фото детекторов

4.3. Спектросмещающие пленки для увеличения чувствительности оптических модулей подледных нейтринных телескопов

4.4. Пластиковые оптоволоконные кабели в космомикрофизических экспериментах

4.4.1. Оптические параметры пластиковых оптоволоконных кабелей.

4.4.2. Влияние гидростатического давления на оптические параметры пластиковых оптоволоконных кабелей.

4.5. Дисперсия света в глубинных водах озера Байкал

4.5.1. Многофункциональная глубоководная экспериментальная гирлянда.

4.5.2. Эксперимент по измерению дисперсии света в глубинных водах озера Байкал.

4.6. Спектры черенковского излучения в глубинных водах морей и озер.

4.7. Исследование водной среды озера Байкал с помощью крупногабаритных гибридных фотодетекторов.

4.8. Измерение формы черенковского излучения широких атмосферных ливней в эксперименте ТУНКА.

ГЛАВА 5. Элементы фотоники в калибровочных системах космомикрофизических экспериментов

5.1. Калибровочная система экспериментов в физике космических лучей ТУНКА и QUEST.

5.2. Калибровочная система разнесенных гирлянд в глубоководных нейтринных экспериментах.

5.3. Калибровочная система эксперимента по поиску двойного безнейтринного бета-распада GERDA. 218 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 225 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертация по физике, на тему "Фотоника в космомикрофизических экспериментах"

Фотоника — наука об излучении, детектировании и распространении фотонов, получившая бурное развитие за последние 30 лет. Фотонные методы исключительно широко применяются в ядерно-физических экспериментах [1]. Особенно активно элементы фотоники используются в экспериментах относительно новой области физики Astroparticle Physics или космомикрофизики, как называют эту область у нас в стране. Элементы фотоники и фотонные методы используются в подавляющем большинстве современных космомикрофизических экспериментов. Как правило, детекторы фотонов являются базовыми детектирующими элементами в этих экспериментах и зачастую используются в огромных количествах. Например, в подземном нейтринном эксперименте Super-Kamiokande [2] используются более 13 тысяч крупногабаритных детекторов фотонов, в эксперименте по исследованию космических лучей ультра высоких энергий Pierre Auger Observatory - в общей сложности около 15 тысяч детекторов фотонов, а в таких будущих нейтринных экспериментах как Hyper-Kamiokande [3], MEMPHYS [4] и UNO [5], планируется использовать уже -200 тысяч детекторов фотонов, подобных используемым в Super-Kamiokande. Практически во всех экспериментах, где применяются детекторы фотонов, используются и источники фотонов (лазеры, лазерные диоды, светодиоды, разрядные источники света и т.д.) для калибровки экспериментальных установок и тестирования как детекторов в целом, так и отдельных детекторных элементов. Разнообразные сцинтилляторы (твердотельные, жидкие и газовые, органические и нерганические) являются основой многих космомикрофизических экспериментов. Различные оптические среды используются в космомикрофизических экспериментах не только как детектирующие вещества, но и как среды, в которых фотоны распространяются к детекторам фотонов.

Следует особо подчеркнуть, что использование элементов фотоники в таких экспериментах имеет свою яркую специфику. Действительно, только в б космомикрофизических экспериментах используются разнообразнейшие детекторы фотонов с размерами от 1 мм до 0,5 м в диаметре. Вряд ли можно найти какую-то другую область экспериментальной физики, где бы использовались такие гигантские объемы оптических сред. В качестве примера можно привести глубоководные и подледные нейтринные телескопы, просматривающие природные объемы воды и массивы льда > 1 км3, или детекторы космических лучей высоких и ультра высоких энергий, использующие всю толщу атмосферы в качестве рабочего вещества. Только в космомикрофизических экспериментах используются источники фотонов с таким широким диапазоном амплитуд световых импульсов - от единичных фотонов до 1016 фотонов в импульсе при длительности импульсов от ~10"пс до 10"8с. При этом, эти эксперименты охватывают колоссальный диапазон энергий - от долей эВ, как эксперименты по поиску темной материи и

9 А исследованию свойств нейтрино, до 10" эВ и выше, как эксперименты по изучению космических лучей ультра высоких энергий. Сегодня можно уже с уверенностью говорить, что, как когда-то в 50-е годы прошлого века из недр активно развивавшейся в то время электроники выделилась ядерная электроника, так и в наши дни из не менее активно развивающейся фотоники зарождается новая область экспериментальной науки - ядерная фотоника. Цель работы.

Целью данной диссертации была разработка и создание элементов фотоники для космомикрофизических экспериментов: детекторов фотонов разного класса, различных наносекундных источников фотонов, калибровочных систем, всесторонние исследования этих детекторов и источников фотонов, а также различных физических сред, в которых рождаются и распространяются фотоны. Научная новизна и практическая ценность работы.

В диссертации приведены результаты работ по разработке и созданию целого ряда элементов фотоники для космомикрофизических экспериментов. Всего в общей сложности в рамках выполнения диссертационной работы 7 разработано и создано более 30 вакуумных фотодетекторов разного класса, ряд наносекундных источников света различной мощности. Разработаны калибровочные системы ряда экспериментов. Все эти разработки активно используются в ведущих космомикрофизических экспериментах: в глубоководном нейтринном эксперименте на оз.Байкал, в черенковских экспериментах по исследованию первичного космического излучения ТУНКА и QUEST, в эксперименте по поиску двойного безнейтринного бета-распада GERDA.

Впервые разработаны и созданы крупногабаритные детекторы фотонов с полусферическим фотокатодом диаметром 37 см с временным разрешением не (FWHM) и однофотоэлектронным разрешением —30% (FWHM).

Впервые измерена дисперсия света в глубинных водах оз.Байкал.

Впервые разработаны и созданы источники световых импульсов на базе InGaN/GaN светодиодов с числом фотонов в импульсе и с длительностями не (FWHM).

На защиту выносятся следующие основные положения:

Разработка и создание методологии измерения характеристик основных элементов фотоники, использующихся в космомикрофизических экспериментах: источников и детекторов фотонов, сред зарождения и распространения фотонов.

Байкал, наледного черенковского детектора ШАЛ, черенковских детекторов 8

ШАЛ ТУНКА и QUEST; серия классических фотоэлектронных умножителей "ФЭУ БАЙКАЛ" для использования в составе гибридных фотодетекторов.

Разработка и создание оптического модуля Байкальского глубоководного нейтринного телескопа НТ-200

Разработка и создание калибровочных систем ряда космомикрофизических экспериментов.

Результаты исследования факторов, влияющих на точность временных и амплитудных измерений с вакуумными фото детекторами в космомикрофизических экспериментах. Вклад автора

По предложению автора и под его руководством разработаны и созданы более 30 детекторов фотонов различного типа для космомикрофизических экспериментов. Вклад автора был определяющим в разработке и создании серии модификаций детектора фотонов KBA3AP-370, ставших базовыми фотодетекторами Байкальского глубоководного нейтринного эксперимента и эксперимента по исследованию первичного космического излучения ТУНКА, в проведении исследований разработанных фотодетекторов, в изучении свойств ультра ярких светоизлучающих диодов при прохождении импульсов тока большой амплитуды наносекундной длительности. Вклад автора был решающим в разработках и создании ряда наносекундных источников света различной мощности на основе таких диодов для различных космомикрофизических экспериментов, в разработках и создании калибровочных систем экспериментов ТУНКА-25 и QUEST. Автором предложены методы исследования, отбора и тестирования фотодетекторов для различных космомикрофизических экспериментов. Апробация работы.

Результаты исследований докладывались на Российской и международных конференциях по космическим лучам в Москве, 1994, Дурбане, ЮАР, 1997, Гамбурге, Германия, 2001; на международных конференциях по новым тенденциям в фотодетектировании в Боне, Франция, 1999, 2005, и Акс-ле-Бане, Франция,2008; на международных конференциях по фотодетекторам в Берлине, Германия, 1998, Париже, Франция, 2000, Эйлате, Израиль, 2006, Замке Рингберг, Германия, 2007; на международной конференции "Advanced Technology & Particle Physics" в Комо, Италия, 2001; на международных конференциях RICH2002 в Пилосе, Греция, 2002, RICH2004 в Плайя дель Кармен, Мексика, 2004, RICH2007 в Триесте, Италия, 2007; на международной конференции по нейтринным телескопам VLVnT2008 в Тулоне, Франция, 2008.

Публикации. Всего по материалам диссертации опубликовано 71 статья в реферируемых журналах и 37 статей в трудах конференций. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Объем диссертации составляет 247 страниц текста, включая 115 рисунков и 11 таблиц. Список цитируемой литературы состоит из 201 наименования.

Заключение диссертации по теме "Приборы и методы экспериментальной физики"

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработана и создана методология измерения характеристик основных элементов фотоники, использующихся в космомикрофизических экспериментах: источников и детекторов фотонов, физических сред, в которых рождаются и распространяются фотоны. Для этого разработана, создана и эксплуатируется серия измерительных стендов, что позволяет активно сотрудничать с промышленностью в разработках практически всех элементов фотоники для космомикрофизических экспериментов.

2. Разработаны и созданы совместно с рядом отечественных компаний в общей сложности более 30 детекторов фотонов различных типов для космомикрофизических экспериментов: глубоководных нейтринных экспериментов, экспериментов по исследованию первичного космического излучения, а также низкофоновых экспериментов. Среди них крупногабаритные вакуумные гибридные детекторы фотонов КВАЗАР-370Y и KBA3AP-370G, ставшие базовыми фотодетекторами в Байкальском нейтринном телескопе НТ-200 и черенковских детекторах широких атмосферных ливней ТУНКА-25 и QUEST; серия фотоэлектронных умножителей традиционного типа "ФЭУ-БАЙКАЛ-1" для использования в составе гибридных детекторов фотонов; серия двухканальных фотоэлектронных умножителей "ФЭУ-БАЙКАЛ-2" и на их основе двухканальный гибридный детектор фотонов KBA3AP-370-II, низкофоновый гибридный детектор фотонов KBA3AP-370L, гибридный детектор фотонов KBA3AP-370D с кремниевым диодом в качестве умножительной системы, фотоэлектронные умножители ФЭУ-184и и ФЭУ-184иМ для использования во флуоресцентных детекторах широких атмосферных ливней, быстрый гибридный координатно-чувствительный детектор фотонов КАМЕРА для атмосферных черенковских телескопов гамма-квантов высоких энергий. Изучены характеристики значительных серий выше перечисленных детекторов фотонов.

3. Разработана и создана совместно с АООТ КАТОД г. Новосибирска серия вакуумных гибридных детекторов фотонов с полусферическим фотокатодом диаметром 37 см (KBA3AP-370LSO, KBA3AP-370SBO, KBA3AP-370YAP) с временным разрешением ~ 1+1,2 не (FWHM) и однофотоэлектронным разрешением 30ч-40% (FWHM), наиболее полно на сегодняшний день отвечающие требованиям к фотодетекторам для планирующихся проектов нейтринных экспериментов следующего поколения.

5. Разработан и создан двухканальный оптический модуль для глубоководных нейтринных экспериментов следующего поколения на базе двухканального детектора фотонов KBA3AP-370-II.

7. Проведены исследования факторов, влияющих на временное и амплитудное разрешение вакуумных фотодетекторов. Изучена природа задержанных импульсов в вакуумных фотодетекторах. Показано, что задержанные импульсы обусловлены обратным, упругим и неупругим, отражением фотоэлектронов от умножительной системы или элементов конструкции и являются характерной чертой всех вакуумных фото детекторов. Однако в детекторах фотонов KBA3AP-370

226 предымпульсы практически отсутствуют, а вклады задержанных импульсов и послеимпульсов существенно подавлены в силу конструкционных особенностей этих детекторов.

9. Разработаны и созданы наносекундные источники света на основе ультра ярких светодиодов из соединений InGaN/GaN с числом фотонов в импульсе до 1012 и длительностью имупльсов -0,7+5 не (FWHM) для калибровочных и тестовых измерений в экспериментах с вакуумными фотодетекторами. Эти источники активно используются в калибровочных системах Байкальского нейтринного эксперимента, наледного черенковского детектора ШАЛ, черенковских детекторов ШАЛ ТУНКА-25 и QUEST, в эксперименте по поиску двойного безнейтринного бета-распада GERDA, в тестовых измерительных системах подземного эксперимента по исследованию мюонов космических лучей EMMA.

13. Разработаны и созданы калибровочные системы наледного черенковского детектора ШАЛ и черенковских детекторов ШАЛ ТУНКА-25 и QUEST. Предложены методы калибровки черенковского детектора мюонного вето эксперимента GERDA на основе мощных наносекундных светодиодных источников света, пластиковых оптоволоконных кабелей и диффузных рассеивателей света.

Автор выражает свою искреннюю благодарность своим ушедшим в мир иной великим Учителям Александру Евгеньевичу Чудакову, Борису Михайловичу Глуховскому и Ивану Степановичу Багаеву.

Огромное спасибо моему Учителю Леониду Борисовичу Безрукову, к которому я пришел еще зеленым студентом. Леонид Борисович сделал меня экспериментатором не только тем, что научил основам ремесла, но и отношением к профессии, да и вообще к жизни. Я благодарен Леониду Александровичу Кузьмичеву, которого также считаю своим Учителем и более того своим старшим другом и товарищем. Леонид Александрович, с которым мы проработали вместе почти 30 лет, открыл для меня красоту физики. Я глубоко признателен еще одному моему Учителю Экарту Лоренцу. Своей волей, увлеченностью, упорством, постоянной открытостью новым идеям и всепоглощающей преданностью физике Экарт оказывал и продолжает оказывать на меня огромное влияние.

Память о безвременно ушедших моих друзьях Валерии Абрамовиче Смолицком и Юрие Ефимовиче Сушенцове, с кем мы провели замечательные полные творчества годы совместных разработок фотодетекторов, будет всегда в моем сердце.

Моя признательность друзьям и товарищам с кем мы начинали в Байкальском нейтринном эксперименте: Б.А.Борисовцу, В.Б.Кабикову, С.И.Климушину, А.И.Панфилову; моим друзьям и товарищам из Байкальского и Тункинского экспериментов: Н.М.Будневу, И.А.Белолаптикову, М.Д.Гальперину, Ж.-А.М.Джилкибаеву, Л.А.Донских, А.М.Клабукову, В.Зурбанову, С.А.Никофорову, В.А.Полещуку, И.В.Яшину, А.Г.Ченскому, В.И.Добрынину, Б.А.Таращанскому, Е.Е.Корестелевой, О.А.Грэссу, Л.В.Панькову.

Особо хочу поблагодарить моих младших товарищей, осмелюсь назвать, учеников: П.Г.Похила, Р.В.Васильева, Е.Э.Вятчина, Б.А.Шайбонова, Р.В.Полещука за прекрасные годы совместной работы.

Я искренне благодарен Р.И.Багдуеву, Г.В.Лисовскому, З.И.Степаненко, П.А.Путилову, В.И.Курлову, М.П.Хрипуновой и В.П.Селезневой из ОКБ КАТОД г.Новосибирска; С.А.Белянченко, Е.Новиковой из НИИЭПр г.Москва.

Отдельное спасибо Кристиану Кристиановичу Шпирингу, Торстену Бруновичу Тону, Т.Миколайски, О.Штрайхеру, Т.Шмидту, Р.Вишневски из БЕЗУ^еиНтеп за многолетнее сотрудничество и теплую дружескую поддержку.

Хочу сказать спасибо и моим товарищам по новым экспериментам: В.И.Волченко, Ю.Г.Куденко, О.Минееву, М.М.Хабибуллину, А.Хотянцеву, Н.Ершову, Л.В.Инжечику, Б.А.Хренову, Г.К.Гарипову, А.Ф.Июдину, Т.Энквисту, В.Тржаска, П.Куусиниеми, Я.Юутсенваара. Особое спасибо моему другу Ю.В.Мусиенко за то, что он заражает своей энергией, жизнелюбием и оптимизмом.

От всего сердца хочу поблагодарить своих друзей из Университета г.Тюбинген Й.Йохума, П.Грабмайра, Л.Нидермайера, М.Кнаппа, Т.Лахенмайера, Ф.Риттера и Д.Грайнера за ту теплую дружескую атмосферу, которая всегда царит во время моих визитов в Тюбинген.

Хочу выразить искреннюю глубокую признательность Нелли Ашотовне Айрапетовой за постоянную дружескую поддержку и помощь на протяжении многих лет.

Список источников диссертации и автореферата по физике, доктора физико-математических наук, Лубсандоржиев, Баярто Константинович, Москва

1. Ю.К.Акимов. Фотонные методы регистрации излучений. ОИЯИ. Дубна. 2006. 281с.

2. Fukuda S., Fukuda Y., Hayakawa Т. et al. The Super-Kamiokande detector // Nucl. Instrum. and Methods. 2003. V. A501. P.418.

3. Nakamura K. Hyper-Kamiokande a next generation water cherenkov detector // Proc. of Intren. Conf. Neutrinos and implications for physics beyond the standard model. Stony Brook USA. 11-13 October 2002. P.307.

4. D.Autiero, J.Aysto, A.Badertscher et al. Large underground liquid based detectors for astro-particle physics in Europe: scientific case and prospects // Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. 2007. V.l 1. P.011.

5. R.J.Wilkes. UNO // Proc. of the XI Intern. Workshop on "Neutrino Telescopes". 2005. Venice Italy. ArXiv:hep-ex/0507097.

6. I.A.Belolaptikov, L.B.Bezrukov, B.A.Borisovets et al. The Baikal Underwater Neutrino Telescope: Design, Performance and First Results // Astroparticle Physics 7 (1997) 263.

7. Andres E., Askebjer P., Barwick S.W. et al. The AMANDA neutrino telescope: principle of operation and first results // Astroparticle Physics. 2000. V.13. P.l.

8. M.Circella. The construction of ANTARES, the first undersea neutrino telescope //Nucl. Instrum. and Meth. A. 2009. V.602. P.l.

9. P.A.Rapidis. The NESTOR underwater neutrino telescope project // Nucl. Instrum. and Meth. A. 2009. V.602. P.54.

10. A.Capone, S.Aiello, A.Aloisio et al. Recent results and perspectives of the NEMO Project // Nucl. Instrum. and Meth. A. 2009. V.602. P.47.

11. ICECUBE Collaboration. IceCube A New Window on the Universe // AIP Conf. Proc. 2009 V.l 123. P. 177.

12. Katz U. KM3NeT: Towards a km3 Mediterranean Neutrino Telscope //

13. Nucl. Instrum. and Methods. A. 2006. V.567. P.457.

14. Stenglass E.J. Possible development of a large spherical photomultiplier for project DUMAND // The Proc. of the 1975 Summer Workshop. Bellingham. Washington. 1975. Western Washington State College. Bellingham. Washington. 1976.

15. Roberts A. Optical sensors and array // Proc. 1978 DUMAND Summer WORKSHOP. La Jolla. California. 1978. Scripps Institution of Oceanography. 1979. V.l. P.103-112.

16. Bezrukov L.B. Optical sensor with large area photomultiplier for DUMAND project//Ibid. P. 133.

17. Roberts A. Potassium 40 in the ocean, and how to live with it // Ibid. P. 139/

18. Lescovar B. Photomultiplier characteristics consideration for DUMAND System // Proc. of the DUMAND Signal Processing Workshop. Honolulu. 1980. / Ed. By Roberts A. Honolulu: University of Hawaii. 1980. P.21.

19. Learned J.G., Roberts A. Requirements for photomultipliers for DUMAND. Hawaii Dumand Center Report. HDC-81-14. 1981.

20. Learned J.G., Roberts A. Requirements for photomultipliers for DUMAND // Proc. of the DUMAND Signal Processing Workshop. Honolulu. 1980. / Ed. By Roberts A. Honolulu: University of Hawaii. 1982. P.57-65.

21. DUMAND Proposal 1982, Hawaii DUMAND Center, Honolulu, HI, 1982.

22. DUMAND II Proposal. Hawaii. DUMAND Center Report. HDC-2-88. 1988.

23. G. van Aller, S.-O.Flyckt, W.Kuhl. An electro-optical preamplifier combination with integrated power supply offering excellent single electron resolution for DUMAND // IEEE Trans, on Nucl. Sci. 1983, V.NS-30, N.l, p.469.

24. G. van Aller S.-O.Flyckt, W.Kuhl. A "Smart" 15 inch PMT I I Helv. Phys. Acta 1986, V.59, p.l 119.

25. Багдуев Р.И.,., Лубсандоржиев Б.К. и др. Фотоприемник КВАЗАРдля глубоководных экспериментов на озере Байкал // Труды IV Всесоюзной конференции по использованию ФЭУ в науке и технике. 1987. С.7.

26. Bezrukov L.B.,., Lubsandorzhiev B.K. et al. The Optical Moduleof the Baikal Neutrino Telescope NT-200 // Proc. of the 23rd ICRC. Calgary Canada 1993. V.4. P.581.

27. Bezrukov L.B.,., Lubsandorzhiev B.K. et al. QUASAR-370 The

28. Optical Sensor of the lake Baikal Neutrino Telescope // Proc. of the 3rd NESTOR Intern. Workshop. Pylos Greece. 1993. Ed. by L.Resvanis. P.645-657.

29. Багдуев Р.И., Безруков Л.Б., Борисовец Б.А. и др. Высокочувствительный быстрый фотоприемник KBA3AP-370 для крупномасштабных экспериментов в физике космических лучей // Известия АН Сер. физическая. 1993. Т.57. N.4. С. 135.

30. B.K.Lubsandorzhiev et al. Development of High Sensitive Light detectorsfor Underwater neutrino telescopes // Proc. of the 25th ICRC. Durban 1997. V.7. P.269-272.

31. V.A.Balkanov, I.A.Belolaptikov, L.B.Bezrukov et al. The lake Baikal Neutrino Experiment: Selected Results. // Ядерная физика. 2000. T.63. N.6. С.1027.

32. V.A.Balkanov, I.A.Belolaptikov, L.B.Bezrukov et al. The lake Baikal Neutrino Experiment: present and future. // Письма в ЭЧАЯ. 2001. N.3106. C.21.

33. V.A.Balkanov, I.A.Belolaptikov, L.B.Bezrukov et al. The Baikal Underwater Neutrino Experiment: Status Report. Neutrino Telescope NT-96 // Ядерная Физика. 1998. T.61. N.6. C.978-988.

34. V.A.Balkanov, I.A.Belolaptikov, L.B.Bezrukov et al. The Baikal deep underwater neutrino experiment: results, status, future // Progress in Particle and Nuclear Physics. 1998. V.40. P.391-401.

35. Belolaptikov I.A., Bezrukov L.B., Borisovets B.A. et al. A sonar triangulation system for position monitoring of the Baikal underwater array // Proc. of the 24th ICRC. Rome. 1995. V.l. P. 1001-1004.

36. Безруков Л.Б., Борисовец Б.А., Донских Л.А. и др. Измерительные системы Байкальского нейтринного телескопа НТ-200 // Известия АН. Серия физическая. 1994. Т.58. N.12. С.149.

37. BENTHOS. Deep Sea Glass Spheres: http://www.benthos.com/pdFSpheres/

38. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схематехники // М: Мир, 1984. Т.1. С.350.

39. Н.А.Соболева, А.Е.Меламид Фотоэлектронные приборы // М.: Высшая школа. 1974.

40. Берковский А.Г., Гаванин В.А., Зайдель И.Н. Ваккумные фотоэлектронные приборы // М: Радио и связь. 1988. С.ЗО.

41. PHILIPS Photomultiplier Tubes // Philips Photonics. Brive France. 1994. P.1-32

42. Burle Photomulptiplier Handbook // BURLE INDUSTRIES INC. Tube Products Division. 1989. P.12.

43. HAMAMATSU Photomultiplier Tube // HAMAMATSU Photonics K.K. 1994.

44. Х.Шмидт. Измерительная электроника в ядерной физике // М.: Мир. 1989. С.89.

45. П.Г.Похил. Диссертация к.ф.-м.н. Москва. ИЯИ РАН. 2004.

46. Lubsandorzhiev В.К., Pokhil P.G., Vasiliev R.V., Il'yasov R.V. Light Beacon for the lake Baikal Neutrino telescope // Proc. of the 27th Intern. Cosmic Ray Conf., Hamburg Germany, August 2001. V.3. P.1291-1293.

47. Kalibjan R. A phototube using 3 semiconductor diode as the multiplier element // IEEE Trans, on Nucl. Sci. 1966. V.NS-13. N.3. P.54.

48. Abraham J.M., Wolfang L.G., Inskeep C.N. Application of solid-state elements to photoemissive devices // Adv. EEP. 1966. V.22B. P.671.

49. Abraham J.M., Inskeep C.N., Wolfang L.G. Hybrid Photomultiplier Tubes Using Internal Solid State Elements // IEEE Trans, on Nucl. Sci. 1966. V.NS-13. N.3. P.46.

50. Chevalier P. Photomultiplicateur a haute resolution utilizant un multiplicateur // // Nucl. Instrum. and Methods. 1967. V.50. P.346.

51. Chevalier P. These pour l'obtention du grade de docteur Ingenieur. Paris.

52. DeSalvo R. Hybrid photo diode tube // preprint CLNS 87-92. Cornell University. Ithaca. 1987.

53. R.DeSalvo, W.Hao, Y.You et al. First results on the hybrid photodiode tube //Nucl. Instrum. and Methods. A. 1992. V.315. P.375.

54. R. DeSalvo. Why people like the Hybrid Photodiode // Nucl. Instrum. and Methods. 1997. V.387.P.92.

55. H. Amaudon, P.Benetti, L.Boskma et al. Proximity focused hybrid photodiode characteristics evaluation // Nucl. Instrum. and Methods. A. 1994. V.342. P.558.

56. G. Anzivino, H. Amaudon, P.Baillon et al. Review of the hybrid photo diode tube (HPD) an advanced light detector for physics // Nucl. Instrum. and Methods. A. 1995. V.365.P.76.

57. P.Benetti, L.Boskma, P.Burger et al. Speed properties of the hybrid photodiode tube //Nucl. Instrum. and Methods. A. 1995. V.367. P.384.

58. Ch. Wiebusch, PhD Thesis, RWT Aachen, 1995.

59. A.Bouchta. Muon Analysis with the AMANDA-B Four-String Detector // Ph. D. Thesis. Stockholm University. 1998.

60. M.Taiuti. A project for high-efficiency direction-sensitive photo-detector to be used in underwater neutrino telescopes // Nucl. Instrum. and Methods. A. 2004. V.525. P.137.

61. S.Aielo, A.Am ore, V.Anghinolfi et al. A new multianode large area photomultiplier to be used in underwater neutrino detectors // Nucl. Instrum. and Methods. A. 2009. V.605. P.293.

62. R.K.Taplin. The use of photomultipliers in SNO. // Oxford University. PhD Thesis. 1995.

63. B.K.Lubsandorzhiev, P.G.Pokhil, R.V.Vasiliev, A.G.Wright, Studies of Prepulses and Late Pulses in the 8" Electron Tubes Series of Photomultipliers. // Nucl. Instrum. And Methods. 2000. V.A442. P.452

64. W.Becker, A.Bergmann. Detectors for High-Speed Photon Counting. // http://vv ww.becker-hickl .com

65. P.B.Coates. The edge effect in electron multiplier statistics // J. Phys. D: Appl. Phys. 1970. V.3. P.1290-1296.

66. P.B.Coates. Photomultiplier collection efficiencies and nonpoissonian pulse height distributions //J. Phys. D: Appl. Phys. 1973. V.6. P. 153-163.

67. О.Ю.Смирнов. P.Lombardi. G.Ranucci. Точные измерения временных характеристик фотоэлектронных умножителей ETL9351. // ПТЭ. 2004. №1. С 77-88.

68. C.D.Ambrosio. H.Leutz. Photoelectron backscattering from silicon anodes of hybrid photodetector tubes. // CERN-EP/2000-076. 29 May 2000.

69. B.K.Lubsandorzhiev, R.V.Vasiliev, Y.E.Vyatchin, R.V.Poleshuk, B.A.J.Shaibonov. Photoelectron backscattering in vacuum phototubes // Nucl. Instrum. and Meth. A. 2006. V.567. P. 12-16. / physics/0601157.

70. E.J.Sternglass. Backscattering of Kilovolt Electrons from Solids // Phys. Rev. 1954. V.95. N.2. P.345-358.

71. V.E.Cosslett, R.N.Thomas. Multiple scattering of 5-30 keV electrons in evaporated metal films III: Backscattering and absorption // Brit. J. Appl. Phys. 1965. V.16. P.779-796.

72. Альфа-, бета- и гамма-спектроскопия. // Под ред. К.Зигбана. М. Атомиздат. 1969.

73. P.B.Coates. The origin of afterpulses in photomultipliers. // J. Phys. D: Appl. Phys. 1973. V.6.P.1159-1166.

74. P.B.Coates. A theory of afterpulses formation in photomultipliers and the prepulse height distribution. // J. Phys. D: Appl. Phys. 1973. V.6. P.1862-1869

75. G.A.Morton, N.M.Smith R.Wasserman. Afterpulses in photomultipliers. // IEEE Trans, in Nucl. Sci. 1967. February. P. 443-448.

76. S.Torre. T.Antony. P.Benetti. Study of afterpulse effects in photomultipliers. //Rev. Sci. Instrum. Vol. 54.No. 12. December 1983. P. 1777-1780.

77. И.М.Бронштейн, Б.С.Фрайман. Вторичная электронная эмиссия. // М.: Наука. 1969. 407с.

78. А.Р.Шульман, С.А.Фридрихов. Вторично-эмиссионные методы исследования твердого тела // М.:Наука 1977. 551с.

79. H.R.Krall.Extraneous light emission from photomultipliers. // IEEE Trans, in Nucl. Sci. 1967. February. P. 455-459.

80. С.С.Ветохин. И.Р.Гулаков.А.Н.Перцев и др. Одноэлектронные фотоприёмники. //М. Энергоатомиздат. 1986. с.101.

81. A.Wright. 1999. Частное сообщение.

82. Васильев Р.В., О.А.Грэсс, Е.Е.Корестелева и др. Черенковский детектор широких атмосферных ливней для совместной работы с нейтринным телескопом НТ-200 // ПТЭ. 2001. №5. С.51-56

83. Васильев Р.В., О.А.Грэсс, Е.Е.Корестелева и др. Угловое разрешение черенковского детектора широких атмосферных ливней, созданного для совместной работы с нейтринным телескопом НТ-200 // ПТЭ. 2002. N.5. С.51.

84. M.Aglietta et al. EAS-TOP Array at Gran-Sasso // Nucl. Phys. B. (Proc. Suppl.). 1990. V.16. P.493.

85. T.C.Miller et al. Calibration of AMANDA with Coincident Events from SPASE-2 // Proc. of the 26th ICRC. Salt Lake City USA. 1999. V.2. P.465.

86. В.А.Балканов, Л.Б.Безруков, И.А.Белолаптиков и др. Байкальский нейтринный эксперимент состояние работ, последние результаты // Известия АН. Серия физическая. 2001. Т.65. N.l 1. С. 1655.

87. V.A.Balkanov, L.B.Bezrukov, I.F.Belolaptikov et al. Registration of Atmospheric Neutrino with the Baikal Neutrino Tel scope NT-96 // Astroparticle Physics. 1999. V.12. P.75.

88. В.А.Балканов, Л.Б.Безруков, И.А.Белолаптиков и др. Поиск околовертикальных мюонов из нижней полусферы в глубоководном эксперименте на оз.Байкал // Ядерная физика. 1999. Т.62. N.6. С.1015.

89. В.А.Балканов, Л.Б.Безруков, И.А.Белолаптиков и др. Изучениеуглового разрешения Байкальского нейтринного телескопа НТ-200 // Препринт ИЛИ-1082/2002. 2002.

90. Бессонова Н.А., Климов А.И., Мелешко Е.А., Морозов А.Г. // Препринт ИАЭ-4177/14. 1985.

91. Бессонова Н.А., Морозов А.Г. // Препринт ИАЭ-4366/16. 1986.

92. В.И.Бельский и др. Монолитная ИС стробируемого преобразователя заряд-время КР1101ПД1 // Электронная промышленность. 1985. N.9. С.11-13.

93. Р.В.Васильев, Л.А.Кузьмичев, Б.К.Лубсандоржиев, П.Г.Похил. Погрешность измерения времени в черенковском детекторе широких атмосферных ливней ТУНКА // Препринт ИЛИ-1069/2001.

94. Р.А.Антонов, В.И.Галкин, И.П.Иваненко и др. Широкоугольный черенковский детектор ШАЛ на основе полусферических фотоприемников // Известия АН. Сер. физическая. 1993. Т.57. N.4. СЛ 81-185.

95. S.V.Bryancki,., Pochil P.G. et al. The Energy Spectrum of Primaiy

96. Cosmic Rays by the Data of Tunka Cherenkov Array // Proc. of the 24th ICRC. Rome Italy. 1995. V.2. P.724.

97. О.А.Гресс, Т.И.Гресс, А.И.Климов и др. Исследование энергетического спектра первичных космических лучей на черенковской установке "ТУНКА" // Известия АН сер. физическая. 1997. Т.61. N.3. С.511.

98. N.Budnev, D.Chernov, V.Galkin et al. Tunka EAS Cherenkov Array -Status 2001. // Proc. of the 27th ICRC. Hamburg Germany. 2001. V.2. P.581.

99. O.A.Gress, . P.G.Pohil et al. The study of primary cosmic raysenergy spectrum and mass composition in the energy range 0.5-50 PeV with TUNKA Eas Cherenkov array // Nucl. Phys. B. (Proc. Suppl.) 1999. V.75A. P.299.

100. N.Budnev, D.Chemov, V.Galkin et al. Tunka EAS Cherenkov Array -Status 2001. // Proc. of the 27th ICRC. Hamburg Germany. 2001. V.2. P.581.

101. О.А.Грэсс, Т.И.Грэсс, Е.Е.Корестелева, ., Б.К.Лубсандоржиев идр. Излом в спектре ПКИ по данным черенковского эксперимента ТУНКА-13 // Известия АН. Серия физическая. 2001. Т.65. N8. С. 1230.

102. V.A.Balkanov, I.A.Belolaptikov, L.B.Bezrukov et al. The lake Baikal Neutrino Experiment: Selected Results. // Ядерная физика. 2000. Т.63. N.6. С. 1027.

103. The Karlsruhe Extensive Air Shower Simulation Code CORSIKA // KfK Report 4998, Kernforschungszentrum, Karlsruhe, 1992.

104. Karle A., Merck M., Plaga R. Et al // Astroparticle Physics. 1995. V.3. P.321.

105. L.F.Fortson, J.W.Fowler, C.H.Jui et al. Measuring the Cosmic Ray Composition at the Knee with BLANCA // Proc. of the 25th ICRC. Durban, South Africa. 1997. V.4. P.49-52.

106. M.Cassidy, L.F.Fortson, J.W.Fowler et al. CASA-BLANCA: A large nonimaging Cherenkov Detector at CASA-MIA // Proc. of the 25th ICRC. Durban, South Africa. 1997. V.5. P. 189-192.

107. J.E.Dickinson, P.A.Evenson, T.K.Gaisser et al. A new air-Cherenkov detector array at the South Pole operating in coincidence with the SPASE-2 scintillator array // Proc. of the 25th ICRC. Durban, South Africa. 1'997. V.5. P.229-232.

108. Korosteleva E.E., Kuzmichev L.A., Prosin V.V., Lubsandorzhiev B.K. QUEST wide angle Cherenkov light measurements at EAS-TOP// Proc. of the 27th Intern. Cosmic Ray Conf., Hamburg Germany, August 2001. V.l. P.62.

109. Korosteleva E.E., Kuzmichev L.A., Prosin V.V., B.Lubsandorzhiev. Primary energy measurement with EAS Cherenkov light: Experiment QUEST and CORSIKA // Intern. J. Mod. Phys. A20 (2005) 6837-6839.

110. W.Hofmann. Status of the H.E.S.S. project // Proc. of the 28th ICRC. Tsukuba Japan. 2003. P.2811.

111. J.Cortina, F.Goebel, T.Schweizer et al. Technical Performance of the MAGIC Telescopes // Proc of the 31st ICRC. Lodz Poland. 2009. / ArXiv:0907.1211.

112. J.Holder, R.W.Atkins, H.M.Badran et al. The First VERITAS Telescope //

113. Astropart. Phys. 2006. V.25. P.191.

114. M.Mori. Status of the CANGAROO-III Project // AIP Conf. Proc. 2001. V.558. P.578.

115. Electron Tubes, Photomultipliers // Electron Tubes Limited, 2001

116. D.Paneque, A.G.Ostankov, P.Jagon, ., B.K.Lubsandorzhiev et al.

117. Studies of the optical properties of new hemispherical photomultiplier tubes // IEEE Trans. onNucl. Sci. Vol.48. No.4. August 2001. P. 1215-1219.

118. E.Lorenz. Prospects for photon detectors for high energy astroparticle physics experiment. // Proc. of 1-st Photodet. Workshop. Zeuten. 1998.

119. A.G.Wright.Amplifiers for use with photomultipliers-who need them? // A. 504 2003 p. 245-249.

120. M.Aglietta, B.Alessandro, P.Antonioli et al. Study of cosmic ray primary spectrum at 1015<E0<1016 eV with the EAS-TOP array // Nucl. Phys. B. 2000. V.85.P.318.

121. М.М.Бутслов, Б.М.Степанов, С.Д.Франченко. Электронно-оптические преобразователи их применение в научных исследованиях // Москва: Наука. 1978. 432с.

122. Pierre Auger Project Design Report. March 1997. http://www.auger.org/technical info/design report.html.

123. J.Abraham, P.Abreu, M.Aglietta et al. The Fluorescence Detector of the Pierre Auger Observatory // ArXiv:0907.4282.

124. B.A.Khrenov. Design and Development of Space Experiments KLYPVE and TUS for Study UHECR //Nucl.Phys. B. Proc. Suppl. 2002. V.l 13. P.l 15.

125. Климов П.А. Орбитальный детектор космических лучей предельно высоких энергий // Кандидатская диссертация. Москва. НИИЯФ МГУ. 2009.

126. JEM-EUSO Collaboration. Instrument Overview of the JEM-EUSO Mission // Proc. of the 30th ICRC. 2007. V.5. P.1077.

127. R.M. Baltrusaitis, R.Cady, G.L.Cassiday et al. The Utah Fly's Eye detector //Nucl. Instr. andMethods.1985. V. A240. P.410.

128. T.Kishida, M.Kuze, F.Sai, T.Tsuboyama, S.S.Yamamoto. A laser calibration system for the KEK TOPAZ barrel TOF counters its performance and the characteristics of its major components // Nucl. Instrum. and Methods. 1987. V.A254. P.367-372.

129. R.Heller, T.Klinger, R.Salomon et al. The ARGUS time-of-flight system // Nucl. Instrum. and Methods. 1985. V.A235. P.26-36.

130. J.S.Brown et al. //Nucl. Instrum. and Methods. 1984. V.A221. P.503.

131. T.Mikolaiski. PhD Thesis. Humbolt University. Berlin 1994.

132. S.R.Hahn, M.Miller, D.Connor et al. Calibration system for the CDF central electromagnetic calorimeter//Nucl. Instrum. and Methods. 1988. V.A267. P.351-366.

133. J.Berger, M.Bermond, P.Besson et al. Photomultiplier gain monitoring at the one percent level with a blue light pulser // Nucl. Instrum. and Methods. 1989. V.A279. P.343-349.

134. D.S.McDonald. PhD Thesis. University of Pennsylvania. 1999.

135. M.P.Brenner, S.Hilgenfeldt, D. Lohse. Single bubble sonoluminescence // Rev. Mod. Phys. 2002. V.74. N.2. 425-484.

136. L.Holm, H.W.Fielding, G.C.Neilson. Gain stabilization using a LED diode scheme // Nucl. Instrum. and Methods. 1985. V.A234. P.517-520.

137. M.Tardocchi, S.Conroy, G.Ericsson et al. The monitoring system of a high performance fusion neutron spectrometer // Nucl. Instrum. and Methods. 2002. V.A485. P.624-639

138. G.Anton, K.Buchler, M.Kuckes. A LED monitoring system for pulse height and time measurement with scintillation counters // Nucl. Instrum. and Methods. 1989. V.A274. P.222-226.

139. T.Sefzick, K.Kilian, W.Oelert, G.Wienands. A system for simulation of scintillator light signals //Nucl. Instrum. and Methods. 1990: V.A288. P.571-573.

140. S.Nakamura, T.Mukai, M.Senoh // J. Appl. Phys. 76, 8189 (1994).

141. S.Nakamura, M.Senoh, N.Iwasa, S.Nagahama // Jpn.J.Appl.Phys. 34.1.332-1335. (1995).

142. S.Nakamura, M.Senoh, N.Iwasa, S.Nagahama // Jpn. J. Appl. Phys. 34, L797-L799 (1995).

143. S.Nakamura, G.Fasol. The Blue Laser Diode // Springer-Verlag. Berlin Heidelberg 1997.

144. NICMA CHEMICAL Ltd Data Sheet. TOKUSHIMA JAPAN, 1997.

145. A.Fedorov, M.Korzhik, A.Lopatik, O.Missevitch. LED light pulser for high precision monitoring of the scintillation calorimeter energy scale // Nucl. Instrum. and Methods. 1998. V.A413. P.352-356.

146. B.Anderson, A.Anjomshoaa, P.Dervan, J.A.Lauber, J.Thomas. Ultra bright LED light injection calibration system for MINOS // Nucl. Instrum. and Methods. 1999. V.A423. P.320-327.

147. P.Adamson, J.Alner, B.Anderson et al. The MINOS light-injection calibration system // Nucl. Instrum. and Methods. 2002. V.A492. P.325-343

148. P.Adamson, L.Barrett, A.Belias et al. On the linearity of the MINOS light-injection calibration system // Nucl. Instrum. and Methods. 2004. V.A521. P.361-366.

149. P.Halnet, S.Doulas, N.Kirsch et al. LED pulser system for Fermilab's DO Muon Scintillation Counters //Nucl. Instrum. and Methods. 2004. V.A521. P.343-360.

150. V.A.Batarin, J.Butler, T.Y.Chen et al. LED monitoring system for the BteV lead tungstate crystal calorimeter prototype // Nucl. Instrum. and Methods. 2004. V.A534. P.486-495. (physics/0311119)

151. V.A.Batarin, J.Butler, A.M.Davidenko et al. Design and prototype for the lead tungstate crystal calorimeter // Nucl. Instrum. and Methods. 2006. V.A556. P.94-99.

152. D.Beznosko, G.Blazey, A.Dyshkant, V.Rykalin, V.Zutshi. Effects of the strong magnetic field on LED, extruded scintillator and MRS photodiode // Nucl. Instrum. and Methods. 2005. V.A553. P.438-447.

153. Р.В.Васильев, Б.К.Лубсандоржиев, П.Г.Похил Наносекундный источник света для калибровочных измерений в сцинтилляционных и черенковских детекторах // ПТЭ. 2000. Т.4. С. 148.

154. J.S. Kapustinsky, R.M.DeVries, N.J.DiGiacomo et al. A fast timing light pulser for scintillation detectors //Nucl. Instrum. and Meth. A. 1985. P.612.

155. B.K.Lubsandorzhiev, P.G.Pokhil, R.V.Vasiliev, Y.E.Vyatchin. Measurements of group velocity of light in the lake Baikal water // Nucl. Instrum. and Methods, 2003. VA502. P. 168.

156. J.E. McMillan et al // Proc of the 27th ICRC, Hamburg Germany, 2001, p.1287.

157. K.-M. Aye et al. // Proc. of the 28th ICRC, Tsukuba Japan, 2003, p.2975.

158. T. Suomijarvi T. et al. // Proc. of the 28th ICRC, Tsukuba Japan, 2003, p. 825

159. D. V. O'Connor, D.Phiilips, Time-Correlated Single Photon Counting, L.: Academic Press, 1984.

160. W. Becker, Advanced Time-Correlated Photon Counting Techniques, Dortmund: Springer, 2006.162. http://www.roithnerlasder.com/AllDatasheets/datasheets/leds/UVTOP.

161. Вятчин Е.Э. // Кандидатская диссертация Москва ИЯИ РАН. 1999.164. | Y.Narnkawa et al //Proc. of MRS Fall Meeting. Boston USA. 1996. N1.9.

162. F.J. Sanchez et al. 11 MRS Internet J. Nitride Semicond. Res. 1997. V.l 17.

163. F. Calle et al. MRS Internet J. Nitride Semicond. Res. 1998. V.3. 24.

164. Sipior J., Carter G.M., Lakovicz J.R., Rao G., Rev. Sei. Instrum. 1997. V.68. N.7 P.2666.

165. F.J.Sanchez et al. // MRS Internet J. Nitride Semicond. Res. 1997. V.2. 17.

166. Balkanov V.A., Belolaptikov I.A., Bezrukov L.B. et al. // Nucl. Instrum. And Methods. 2003. V. A498. P. 231.

167. Kingbright Application Notes, http://www.kingbright.com.

168. A.Artikov et al. // Nucl/ Instrum and Meth. 2005. V.A555. N. 1. P.125.

169. Derenzo S.E., Moses W.W., Cahoon J.L. et al. Prospects for New Inorganic

170. Scintillators // IEEE Trans, on Nucl. Sci. 1990. V.37. N.2. P.203-208.

171. W.W.Moses. Current trends in scintillator detectors and materials // Nucl. Instrum. and Methods A. 2002. V.487. P. 123-128.

172. J.C. van't Spijker, P.Dorenbos, C.P.Allier, C.W. van Eijk, A.R.H.F. Ettema,о I

173. G.Huber. Lu2S3:Ce , A new red luminescing scintillator // Nucl. Instrum. and Methods. 1998. V.B134. P.304.

174. Luckey D. A fast inorganic scintillator // Nucl. Instrum. and Methods. 1968. V.62. N.l. P.119.

175. P.J. Simpson, R. Tjossem, A.W. Hunt, K.G. Lynn, V. Munne. // Superfast timing performance from ZnO scintillators. // Nucl. Instrum. and Methods. 2003. V.A505. P.82-84.

176. S.E.Derenzo, M.J.Weber, E.Bourret-Courchesne, M.K.Klintenberg. The quest for the ideal inorganic scintillator // Nucl. Instrum. and Methods. 2003. V.A505. P.111-117.

177. Hamamatsu news. HAMAMATSU PHOTONICS. Hamamatsu city, Japan. 2006. P.18.

178. M.Ackermann, J.Adams, J.Ahrens et al. Optical properties of deep glacial ice at the South Pole // Journal of Geophys. Res. Atm. 2006. V.lll. N.D13P.D13203.

179. Eigen G., Lorenz E. // Nucl. Instrum. and Methods. 1979. V.166. P. 165.

180. Акимов Ю.К.//ЭЧАЯ. 1994. T.25. Вып.2. C.496.

181. Гаврищук О.П., Семенов В.К. Препринт ИФВЭ 84-66. Протвино, 1984.

182. Brackmann U. Lambdachrome® Laser Dyes. Gottingen: Lambda Physik GmbH, 1997.

183. Berlman I. Fluorescence Spectra of Aromatic Molecules. N. Y., London: Academic Press, 1971.

184. Медведев M.H. Сцинтилляционные детекторы. M.: Атомиздат, 1977.

185. Bradbury S.V., Gebauer H.J., Mirzoyan R. Preprint MPI-PhE/95-24. 1995.

186. F.Ritter, B.Lubsandorzhiev, K.Freund et al. The calibration system of the

187. GERDA inuon veto Cherenkov detector // Nuclear Instruments and Methods A. 2009. doi: 10.1016/j.nima.2009.08.080.

188. Kuzmichev L.A. // Nuclear Instruments & Methods. 2000. A482. P.304.

189. Л.Д.Ландау. Е.М.Лифшиц. Электродинамика сплошных сред. // 1982. Наука. Москва.

190. И.С.Григорьев, Е.С.Мейлихова. Физические величины. // Справочник. 1991. Энергоатомиздат. Москва.

191. Б.А.Таращанский // Кандидатская диссертация Москва ИЯИ РАН. 1999.

192. В.И.Добрынин//Кандидатская диссертация Москва ИЯИ РАН. 1993.

193. Rudstam L.G., Melnik N.G., Timoshkin О.A. et al. Diel dynamics of an aggregation of Macrohectopus branickii (Dib.) (Amphipoda, Gammaridae) in the Barguzin bay, lake Baikal Russia // Journal of Great Lakes Research. 1992. V.18. N.2. P.286.

194. Bowmaker J.K., Govardovskii V.I., Shukolyukov S.A. et al. Visual pigments and the Photic environment: the cottoid fish of lake Baikal // Vision Res. 1994. V.34. N.5. P.591.

195. Фомин Ю.А., Христиансен Г.Б. // Ядерная физика. 1971. Т. 14. Вып.З. С.6426.

196. A.Karle, T.Mikolajski, S.Cochos et al. Analog optical transmission of fast photomultiplier pulses over distance of 2 km // Nuclear Instruments & Methods. A. 1997.387. P.274

197. V.A.Balkanov, I.A.Belolaptikov, L.B.Bezrukov et al. The lake Baikal experiment//Ядерная физика. 2003. T.66. N.3. C.530.

198. GERDA. The GERmanium Detector Array for the search of neutrinoless P)3 decays of 76Ge at LNGS. Proposal to the LNGS P38/04. // http://www.mpi-hd.de/gerda.

199. D.Dornic, B.Genolini, C.Moussant et al. Characterization of improved photocathode in large hemispherical photomultiplier // Nuclear Instruments and Methods A. 2006. V.567. P.27.