Наносекундные источники света для калибровочных измерений в черенковских и сцинтилляционных детекторах

Вятчин, Евгений Эдуардович

Наносекундные источники света для калибровочных измерений в черенковских и сцинтилляционных детекторах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ

Вятчин, Евгений Эдуардович АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Москва МЕСТО ЗАЩИТЫ

2006 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.01 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Наносекундные источники света для калибровочных измерений в черенковских и сцинтилляционных детекторах»

Автореферат диссертации на тему "Наносекундные источники света для калибровочных измерений в черенковских и сцинтилляционных детекторах"

На правах рукописи

Вятчин Евгений Эдуардович

НАНОСЕКУНДНЫЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА ДЛЯ КАЛИБРОВОЧНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ В ЧЕРЕНКОВСКИХ И СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫХ ДЕТЕКТОРАХ

01.04.01 - приборы и методы экспериментальной физики

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

На правах рукописи

Вятчин Евгений Эдуардович

НАНОСЕКУНДНЫЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА ДЛЯ КАЛИБРОВОЧНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ В ЧЕРЕНКОВСКИХ И СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫХ ДЕТЕКТОРАХ

01.04.01 - приборы и методы экспериментальной физики

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Работа выполнена в лаборатории нейтринной астрофизики высоких энергий Института ядерных исследований РАН

Научный руководитель:

Кандидат физико-математических наук Лубсандоржиев Баярто

Официальные оппоненты:

Доктор физико-математических наук Ростовцев Андрей Африканович

(ФГУПГНЦИТЭФ);

Кандидат физико-математических наук Барабанов Игорь Романович

(ИЯИ РАН)

Ведущая организация:

Научно-исследовательский институт ядерной физики МГУ

Защита состоится «_»_2006 г. в _часов на

заседании Диссертационного совета Д 002.119.01 Института ядерных исследований РАН по адресу: 117312 Москва, проспект 60-летия Октября 7а, тел. (095)135-21-24

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИЯИ РАН

Константинович

Автореферат разослан «_»

2006 г.

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА С.-Петербург

оэ щ>ч.рЛ

Ученый секретарь Диссертационного совета Кандидат физико-математических наук

Тулупов Б. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Черенковские и сцинтилляционные детекторы находят все большее применение в экспериментальной физике - в ускорительной и неускорительной физике высоких энергий, физике космических лучей, нейтринной астрофизике высоких энергий, гамма-астрономии высоких энергий и т.д.. Существует огромное разнообразие черенковских и сцинтилляционных детекторов, насчитывающих от нескольких каналов до десятков тысяч каналов и имеющих эффективные площади от нескольких квадратных сантиметров до нескольких тысяч квадратных километров. Неотъемлемой частью практически всех черенковских и сцинтилляционных детекторов являются калибровочные измерительные системы. Основной частью таких систем являются источники световых импульсов, использующиеся как для амплитудных, так и для временных калибровочных измерений.

Физические особенности черенковских и сцинтилляционных детекторов определяют требования к калибровочным источникам света. Как известно, зависимость интенсивности черенковского излучения от длины волны имеет характер I ~ 1/А,2. Принимая во внимание характер пропускания света в среде, в черенковских детекторах рождаются в основном коротковолновые фотоны с X ~ 3004-500 нм. В большинстве сцинтилляционных детекторов максимум спектра излучения приходится также на сине-голубую часть спектра. Длительность черенковских и сцинтилляционных вспышек составляет от долей наносекунды до несколько наносекунд. Диапазон регистрируемых амплитуд в таких детекторах охватывает несколько порядков величины. Чаще всего время жизни экспериментов составляет от нескольких лет до десятков лет, соответственно и время жизни калибровочных источников света должно быть значительным.

Отсюда следуют и основные требования к источникам световых сигналов для калибровочных измерений: спектр излучения - сине-голубой 3004-500 нм; диапазон изменения амплитуды световых импульсов - от десятков фотонов до Ю10 и более фотонов в одном импульсе; длительность импульсов - 1*2 не; время жизни - 107-т-108 и более импульсов; малый уровень флуктуаций амплитуды выходных импульсов.

До последнего времени в качестве источников световых импульсов для калибровочных измерений широко использовались импульсные лазеры, искровые разрядники и черенковские источники света. Лазерные системы все еще остаются дорогими, сложными в обслуживании и имеют ограниченное время жизни, например, время жизни часто использующихся в экспериментах азотных лазеров составляет ~10б импульсов. Интенсивность источников света на искровых разрядниках подвержена значительным флуктуациям, а время жизни таких источников мало. Черенковские источники света имеют малые световыход и частоту следования импульсов. Для всех перечисленных источников света существенным недостатком является определенные сложности с выработкой синхронизующих импульсов.

Большой интерес представляют источники света на основе одно-пузырьковой сонолюминесценции (D.S.McDonald. PhD Thesis. Pennsylvania University. 1999, M.P.Brenner. Rev. Mod. Phys. 2002. V.74. P.425). Несмотря на активные работы над такими источниками за последние 15 лет, они остаются достаточно громоздкими и все еще экзотическими для широкого использования в калибровочных измерениях в экспериментах.

Светоизлучающие диоды (светодиоды) используются в экспериментах для калибровочных измерений вот уже около 40 лет. Однако до середины 90-х годов их использование было ограничено из-за незначительного световыхода. Для проведения же временных калибровочных измерений приходилось использовать лавинный пробой светодиодов, при этом световыход составлял лишь несколько десятков фотонов в импульсе. Наибольшие проблемы возникали при измерениях в корот-

коволновой области спеюра. До того времени для работы в синей области спектра существовали только светодиоды на основе БЮ с яркостями всего лишь ~ 10 мкд, а в зеленой области светодиоды на основе (ЗаР с яркостями ~ 50-^60 мкд.

Появление к середине 90-х годов 20 века ультра ярких синих и зеленых светодиодов на основе соединений МтаШЭаИ со световыхо-дами на более чем два порядка превышающими световыходы светодиодов из БЮ и ваР открыли новые возможности для создания быстрых, мощных, надежных, простых в эксплуатации, с очень стабильными параметрами, недорогих источников световых импульсов.

Цель работы. Целью настоящей работы являлось разработка и создание наносекундных источников света для калибровочных измерений в черенковских и сцинтилляционных детекторах; изучение параметров этих источников света: световыхода, длительности выходных импульсов, долговременной и температурной стабильности и т.д. Исследование кинетики свечения ультра ярких светоизлучающих диодов. Разработка создание глубоководных модулей наносекундных источников света для глубоководных нейтринных телескопов.

Научная новизна и практическая ценность работы. В ходе выполнения настоящей работы были разработаны и созданы ряд наносекундных источников света на основе ультра ярких светодиодов из соединений ЬЮаМ/ваИ, тщательно изучены физические параметры этих источников. Впервые проведены подробные исследования кинетики свечения синих, фиолетовых и ультрафиолетовых ультра ярких светодиодов при прохождениии импульсов тока большой амплитуды. Выработаны рекомендации по использованию ультра ярких светодиодов в калибровочных системах для черенковских и сцинтилляционных детекторов. Результаты данной работы активно используются в экспериментах в нейтринной астрофизике высоких энергий, физике космических лучей и наземной гамма-астрономии высоких энергий.

Основные результаты, представленные к защите.

Основными результатами, представленными к защите, являются разработка и создание наносекундных источников света для калибровочных измерений в черенковских и сцинтилляционных детекторах.

Апробация работы. Результаты и выводы, содержащиеся в диссертации, докладывались на межрегиональных конференциях по физике космических лучей в г. Дубне в 2002 г. и в г. Москве в 2002 г., на международной конференции по черенковским детекторам RICH2002 в 2002г. (Пилос, Греция), на международной конференции по физике космических лучей в 2003г. (Цукуба, Япония), на международной конференции по фотодетектированию в 2005г. (Бои, Франция). Результаты работ докладывались на научных семинарах в ИЯИ РАН, НИИЯФ МГУ и ОИЯИ.

Публикации. Сущность и новизна исследований, выполненных по теме данной диссертации, изложены в статьях, опубликованных в журналах Приборы и Техника Эксперимента, Nuclear Instruments and Methods A, Astroparticle Physics, Ядерная физика, в трудах межрегиональных и международных конференций по физике космических лучей и физике нейтрино. Всего по теме диссертации опубликовано 15 работ из них 6 в реферируемых журналах.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 3 глав и заключения. Общее количество страниц составляет 167, рисунков -65 и таблиц - 5.

Вклад автора. Автором непосредственно разработан и создан измерительный стенд для исследования интенсивности и кинетики свечения ультра ярких светодиодов на основе соединений InGaN/GaN, разработаны и созданы мощные наносекундные источники света, использующие такие светодиоды. Лично автором исследована кинетика свечения более чем 1000 образцов ультра ярких светодиодов. Вклад автора был определяющим в разработке и создании глубоководной многофункциональной экспериментальной гирлянды, глубоководного модуля наносекундных источников света и светодиодной калибровоч-

ной системы удаленных гирлянд глубоководного нейтринного эксперимента

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении даются краткие описания основных типов наносекунд-ных источников света, широко использующихся для калибровочных измерений в черенковских и сцинтилляционных детекторах. Сформулированы основные требования к источникам света для калибровочных измерений в черенковских и сцинтилляционных детекторах. Обсуждаются актуальность разработки и создания наносекундных источников света для этих приложений. Сформулированы основные задачи диссертационной работы.

В первой главе после краткого исторического обзора светодиодов, излучающих в сине-голубой и зеленой областях спектра, дается довольно подробное описание ультра ярких светодиодов на основе соединений InGaN/GaN. Описываются конструкционные и технологические особенности светодиодов на основе двойных гетероструктур, светодиодов на основе одиночных (SQW) и множественных (MQW) квантовых ям. Пионерские работы японского физика Ш.Накамуры из компании Nichia Chemical, выполненные в начале 90-х годов, послужили началом стремительного развития исследований и производства ультра ярких синих, зеленых, фиолетовых и ультрафиолетовых светодиодов. Ш.Накамуре удалось получить синие и зеленые светодиоды на основе InGaN/GaN с яркостью 2 кд и 12 кд соответственно. Это более чем на два порядка превышало яркость светодиодов из SiC и GaP. На рис.1 показана структура ультра яркого светодиода InGaN/GaN с одиночной квантовой ямой. Некоторые современные ультра яркие светодиоды имеют уже яркости 20 кд и 30 кд в синей и зеленой области спектра соответственно. За последние годы появились многокристальные светодиоды. Яркость таких светодиодов составляет 200 вд для синих и 600 кд для зеленых.

В таблице 1 приведены сравнительные характеристики синих и зеленых светодиодов из различных материалов. На рис.2 представлены

спектры ультрафиолетового, синего и зеленого светодиодов фирмы NICHIA.

Таблица 1

Цвет Материал Прямой ток, мА Ятоах, НМ Яркость, мкд

Зеленый СтаР 20 555 50-60

Зеленый InGaN 20 520 12000

Синий SiC 20 470 10

Синий InGaN 20 470 2000

В настоящее время синие и зеленые ультра яркие светодиоды производятся огромным количеством компаний в Японии, Юго-Восточной Азии, Европе и США. Две российские компании, ПРОТОН г. Орел и КОРВЕТ г. Москва, производят ультра яркие синие и зеленые светодиоды хорошего качества.

Спектры и интенсивности излучения ультра ярких светодиодов показывают, что они были бы весьма полезны для калибровочных измерений в черенковских и сцинтилляционных детекторах. И действительно, они начинают находить довольно широкое применение в современных экспериментах. Однако, к сожаленью, до сих пор в литературе приводятся характеристики ультра ярких светодиодов, полученные в измерениях только в режиме постоянного тока. Практически нет данных по кинетике свечения и импульсной интенсивности ультра ярких светодиодов. Восполнить данный пробел, и призвана настоящая работа.

Во второй главе диссертации представлено описание наносекунд-ных источников света на базе синих ультра ярких светодиодов на основе соединений InGaN/GaN. На сегодняшний день существуют два типа наиболее эффективных формирователей импульсов запуска светодиодов, обеспечивающих мощные и быстрые световые импульсы. Первый из них это, так называемые, формирователи Капустинского (J.S.Kapustinsky et al. Nucí. Instr. And Meth. 1985. V.A241. P612.). Принципиальная схема такого формирователя, разработанного следуя

оригинальной схеме Дж.С.Капусгинского и др., показана на рис.3 и основана на разряде конденсатора малой емкости через комплементарную пару быстрых транзисторов. Достоинством данного формирователя является возможность простого управления световыходом источника света в довольно широком диапазоне. Максимальный световыход составляет 10б-г107 фотонов в импульсе при использовании ультра ярких светодиодов, например NSPB300S производства фирмы NICHIA CHEMICAL. При этом, длительность выходных импульсов составляет ~\+2 не. На рис.4 показаны формы световых импульсов источника света при минимальном и максимальном напряжениях питания формирователя.

Для получения еще большого световыхода приходится использовать формирователи на лавинных транзисторах (Araki Т., Misawa Н. Rev. Sei. Instr. 1995. V.66. N.12. Р.5469; Васильев Р. В., Лубсандоржиев Б. К, ПохилП. Г. ПТЭ. 2000. N.4. С.148.). Проведенные исследования транзисторов, способных работать в лавинном режиме, показывают, что наилучшими лавинными транзисторами являются специализированные лавинные транзисторы ZTX415, ZTX417, FMMT415 и FMMT417 производства фирмы ZETEX. Они обладают наибольшими амплитудами и наименьшими временами нарастания импульсов тока при лавинном пробое. Из отечественных транзисторов надежно работают в лавинном режиме транзисторы КТ646А и КТ3117А. Это недорогие и легко доступные транзисторы в отличие от специальных лавинных транзисторов фирмы ZETEX. Однако, максимально возможные амплитуды тока у этих транзисторов в 1,5*2 раза меньше чем у транзисторов ZETEX.

На базе лавинных транзисторов ZETEX и ультра ярких светодиодов удалось создать источники световых импульсов с интенсивностью ~109 фотонов в импульсе и длительностью 1*2 не. Принципиальная схема таких источников представлена на рис.5. При использовании ультра ярких светодиодов NICHIA, KINGBRIGHT, G-nor и др., например NSPB500S, L-53NBC и GNL3014BC, с такими формирователями импульсов запуска удалось разработать мощные, стабильные источ-

ники световых импульсов наносекундной длительности. На рис.6 показана форма световых импульсов источника света, представленного на рис. 5 и использующего светодиод ОЖ-3()14ВС. Длительность световых импульсов составляет ~ 1,3 не (Р\¥НМ). Второй пик на рисунке обусловлен обратным отражением фотоэлектронов в ФЭУ, использовавшимся для регистрации формы светового импульса (В. К. ЬиЬэапсЬггЫеу & а1. №М. 2000. У.А442. Р.452; В. К. ЬиЬзапёог-гЫеу е1 а1. РЬув ¡се/Об 1157). Исследования долговременной стабильности таких источников света показывают, что интенсивность и длительность световых импульсов источников практически не изменяются при полном числе импульсов источника 10ю и выше, при этом уровень флуктуаций световыхода источников не превышает 1%, рис.7а и 76 соответственно. Температурный коэффициент изменения световыхода источников в диапазоне температур -5-и-50°С составляет ~(0,14-г0,18)%/°С. Длительность же световых импульсов источников остается практически неизменной. На рис. 8а и 86 представлены зависимости световыхода и длительности импульсов таких источников света от температуры.

С помощью формирователей импульсов запуска на лавинных транзисторах была исследована кинетика свечения более 1000 образцов ультра ярких светодиодов от более 20 фирм изготовителей при прохождении импульсов тока с амплитудой 2,2 А. На рис. 9 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, для светодиодов К8РВ500 фирмы МСША и Ь-7113 фирмы КГШВШОНТ, рис. 9а и 96. Эти группы светодиодов отличаются только датой их изготовления. Светодиоды изготовленные в более ранние сроки, условно до 1997 года, демонстрируют очень быструю кинетику свечения, тогда как в более поздних светодиодах наблюдается значительная медленная компонента. Все исследованные светодиоды можно

разделить на три группы: "быстрые", рис.9в, "промежуточные", рис.9г, и "медленные", рис.9д. На рис.9е показана форма светового импульса мощного многокристального светодиода LXHL-NB9S с яркостью 200 кд. Наиболее перспективными для использования в наносекундных источниках света из изученных светодиодов являются светодиоды GNL3014BC и GNL3014VC (G-nor), YM-BV5S15N (YolDal), LDBK13633L6 (LIGITEK), LBH3000 (LUXPIA), HUBL3101L и BL-BB43V4 (Bright LED).

Объединение светодиодов в матрицы светодиодов позволяет значительно увеличить световыход источников света. При этом возможно два варианта - а) для каждого светодиода в матрице используется свой формирователь импульсов запуска, рис. 10а, и б) все светодиоды матрицы запускаются от одного формирователя запуска, рис.11а. В обоих случаях тонкой регулировкой параметров формирователей импульсов запуска и тщательным подбором светодиодов с близкими параметрами удается достичь хорошего уровня одновременности срабатывания светодиодов матрицы. На рис.106 и рис.116 показаны формы световых импульсов индивидуальных светодиодов матрицы и всей матрицы в целом. Как видно из рисунков, действительно удалось достичь высокой степени синхронизации 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-г2 не.

Разнообразие форм световых импульсов ультра ярких фиолетовых и синих светодиодов позволяет выбрать такие образцы светодиодов наряду с соответствующим образом подобранными параметрами формирователей импульсов запуска, что получающиеся источники света будут очень хорошо имитировать световые импульсы пластиковых сцинтилляторов, как по форме светового импульса, так и по спектру высвечивания.

В черенковских детекторах возникает необходимость знания отклика детектора на электромагнитные или адронные ливни, т.е. протяженные во времени события. Для имитации таких событий разработан и создан источник прямоугольных световых импульсов с временами нарастания и спада < 2 не и длительностью до 200 не. Кроме того, такие световые импульсы весьма полезны для тестирования временных измерительных трактов, например, использующих быстродействующие АЦП (FADC).

При исследовании кинетики свечения ультрафиолетовых светодио-дов NSHU590 и NSHU550 фирмы NICHIA при прохождении импульсов тока большой амплитуды обнаружена длинноволновая, известная как "желтая полоса", компонента с временем высвечивания ~ 1,5 мкс. Данная компонента излучения светодиода наблюдалась ранее только при измерениях в режиме постоянного тока и может быть обусловлена наличием глубоких активаторных уровней (F.Calle et al., MIJ-NSR Vol.3. Art.24., F.J.Sanchez et al. MIJ-NSR Vol.l. Art.7).

В третьей главе диссертации описываются результаты работ по разработке и созданшо глубоководной многоцелевой экспериментальной гирлянды, глубоководного модуля калибровочного источника света, светодиодные калибровочные системы нейтринного телескоп НТ200+ и черенковского детектора ШАЛ ТУНКА. Многофункциональная глубоководная гирлянда, рис.12, была разработана и создана для решения широкого круга экспериментальных задач: тестирование новых разработок фотодетекторов, оптических модулей, детекторной электроники, элементов системы передачи, сбора и первичной обработки данных, отработка новых методов измерения параметров водной среды озера и т.д.. Предусматривается также возможность проведения специальных экспериментов, продиктованных нуждами нейтринных экспериментов на озере Байкал. С помощью данной гирлянды был проведен специальный эксперимент по измерению дисперсии света в глубинных водах озера Байкал.

Для временной синхронизации удаленных гирлянд нейтринного эксперимента на озере Байкал разработана и создана светодиодная ка-

либровочная система, основанная на мощных наносекундных источниках света. На рис.13 представлен глубоководный модуль калибровочного источника света, * разработанный для этого эксперимента. На рис.14 показана схема эксперимента с удаленными гирляндами. Эти источники света представляют собой матрицы ультра ярких синих светодиодов с формирователями импульсов запуска на лавинных транзисторах. При запуске нескольких таких источников света от одного источника тригтерного сигнала через коаксиальные кабели длиной ~ 1 км возможно достичь точности временной синхронизации источников света не хуже 1 не.

Временная калибровочная система черенковского детектора широких атмосферных ливней ТУНКА-25 состоит из наносекундного источника света и оптоволоконного кабеля длиной 200 м. Источник света располагается в центральном электронном пункте детектора и запускается от обычного импульсного генератора, например Г5-54 или Г5-72. Оптоволоконный кабель, намотанный на барабан, протягивается последовательно к каждому оптическому пункту детектора для засветки фотодетекгоров пунктов от источника света и получения индивидуальной временной отметки. В этом источнике света используется формирователь импульсов запуска на основе двух лавинных транзисторов гТХ415 и одного ультра яркого синего светодиода 1ЛЭВК13633Ь6 фирмы ЬЮГГЕК. Уровень засветки фотодетекторов оптических пунктов составляет несколько тысяч фотоэлектронов.

В заключении сформулированы основные выводы диссертационной работы:

1. Разработаны и созданы измерительные стенды для исследования импульсных параметров ультра ярких светоизлучающих диодов на основе соединений ШЗаМЛЗаМ.

2. Исследованы интенсивность и кинетика свечения более 1000 образцов ультра ярких светоизлучающих диодов на основе соединений ГпОаШЗаН различных марок. Выявлены типы светоизлучающих диодов, наиболее полно отвечающие требованиям, предъявляемым к

светодиодам для использования в калибровочных источниках света для черенковских и сцинтилляционных детекторов.

3. Обнаружена длинноволновая компонента ("жёлтая полоса") излучения ультрафиолетовых светоизлучающих диодов №НШ50 и N81111590 фирмы №СН1А на основе соединений 1п<ЗаШ]^ при прохождении импульсов тока большой амплитуды наносекундной длительности. Постоянная времени высвечивания этой компоненты составляет т ~ 1,5 мкс.

4. Исследована долговременная и температурная стабильность наносекундных источников света на основе синих ультра ярких светоизлучающих диодов из соединений М^АЗвИ при прохождении импульсов тока с амплитудой > 2 А и длительностью ~1 не. Показано, что интенсивность и длительность световых импульсов практически не изменяется даже после Ю10 полного числа импульсов источника. Температурный коэффициент изменения интенсивности световых импульсов составляет (0,14*0,18)%/°С.

5. Разработаны и созданы источники наносекундных световых импульсов для калибровочных измерений в черенковских и сцинтилляционных детекторах на основе матриц ультра ярких светоизлучающих диодов из соединений 1п(ЗаЫ/ОаК Число фотонов в импульсе составляет ~Ю10 при длительности светового импульса - 1 * 2 нс.

6. Разработаны и созданы источники света, имитирующие световые импульсы пластических сцинтилляторов как по спектру излучения, так и по кинетике высвечивания. Разработаны и созданы источники импульсов света прямоугольной формы с временами нарастания и спада < 2 не и длительностью до 200 не для использования в калибровочных измерениях в черенковских и сцинтилляционных детекторах.

7. Разработаны и созданы глубоководные модули наносекундных источников света на основе матриц ультра ярких светоизлучающих диодов для использования в калибровочных измерениях в глубоководных нейтринных экспериментах.

8. Разработана и создана многоцелевая глубоководная гирлянда для проведения натурных испытаний новых перспективных разработок глубоководной экспериментальной техники: фотодетекторов, источников света, систем передачи данных и т.д.. С этой гирляндой был выполнен эксперимент по измерению дисперсии света в глубинных водах озера Байкал с использованием наносекундных источников света на основе ультра ярких светоизлучающих диодов.

9. Разработан метод временной калибровки удаленных гирлянд в глубоководных нейтринных экспериментах с использованием матриц ультра ярких светоизлучающих диодов, обеспечивающий временную синхронизацию гирлянд с точностью не хуже 1 не.

СПИСОК РАБОТ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. V.A.Aymitdinov, ........... Y.E.Vyatchin et al. Results from the Baikal Neutrino

Telescope // Proc. of the 28th ICRC, Tsukuba Japan 2003. V.3. P.1353.

2. B.K.Lubsandorzhiev, ........, Y.E.Vyatchin et al. The lake Baikal neutrino

experiment: present status and future prospects // Nucl. Instrum. and Methods. 2003. V.A502. P.145.

3. 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.

4. V.A.Balkanov, ............. Y.E.Vyatchin et al. The lake Baikal experiment //

Ядерная физика. 2003. Т.66. N.3. C.530.

5. V.A.Balkanov,.............Y.E.Vyatchin et al. The Baikal neutrino project: status

report //Nucl. Phys. B. (Proc. Suppl.). 2003. V.118. P.363.

6. Вятчин Е.Э., Лубсандоржиев Б.К. Долговременная и температурная стабильность светоизлучающих диодов на основе соединений InGaN/GaN // Препринт ИЯИ-1113/2003. 2003.

7. Spiering Ch.............. Vyatchin Y.E. et al. The Baikal Neutrino Telescope:

Results, Plans, Lessons // Proc. of VLVNT Workshop. Amsterdam 2003. N1KHEF. P.26-29.

8. Вятчин Е.Э., Лубсандоржиев Б.К. Изучите стабильности наносекундных источников света на основе синих светоизлучающих диодов из соединешш InGaN и GaN. // ПТЭ. 2004. N.4. С.80

9. Lubsandorzhiev В.К., Vyatchin Y.E. Timing of a nanosecond light pulser // Preprint INR-1135/2004. 2004.

10. B.Lubsandoizhiev, Y.Vyatchin. Studies of "KapustinskyVlight pulser timing characteristics // physics/0410281/Accepted for publication in Journal of Instrumentation.

11. V.M.Aynutdinov, .......... Y.E.Vyatchin et al. The BAIKAL Neutrino project

status, results and perspectives //Nucl. Phys. B (Proc. Suppl.) 2005. V.143. P.335-342.

12. V.M.Aynutdinov, ........., Y.E.Vyatchin et al. The Baikal neutrino experiment

from NT200 to NT200+ // Proc of 29th ICRC2005 / astro-ph/0507709

13. V.M.Aynutdinov,........., Y.E.Vyatchin et al. Baikal Neutrino neutrino telescope

NT200+: Update of data acquisition and time calibration systems // Proc. of the 29th ICRC2005 / astro-ph/0507715.

14. V.M.Aynutdinov, ........., Y.E.Vyatchin et al. The Baikal neutrino telescope:

Results and prospects // Nucl. Phys. B (Proc. Suppl.). 2005. V. 138. P. 175.

15. B.K.Lubsandorzhiev, R.V.Vasiliev, Y.E.Vyatchin, R.V.Poleshuk, B.AJ.Shaibonov. Photoelectron backscattering in vacuum phototubes // physics/061157/Accepted for publication in Nucl. Instrum. and Methods A.

р «

Av AtuOs-jibl

Рис. 1. Структура ультра яркого светоизлучающего диода на основе соединения InGaN/GaN на одиночной квантовой яме

1, сяк. ед,

1,0

-,з С.Й С.4 К,2

с,о

ÎM0 ОВД 40'.- 4£0 Ж ВД «СО 6S<> Длине вомы л. мм

Рис.2. Спектры излучения ультрафиолетового (1), синего (2) и зеленого (3) ультра ярких светоизлучагощих диодов на основе соединений InGaN/GaN.

Ь 1.Е0

Рис.3. Принципиальная электрическая схема формирователя запуска светодиода на базе двух комплементарных транзисторов; Ш ~ ЮОкОм, С2 ~ ЮОпФ, С1 ~ 47 пФ, 112 - 2.2кОм КЗ ~ ЮкОм, Ь ~ 100 нГн

35 40 «5 50 55 60 ГО

Время, кс

Рис.4. Формы световых импульсов ультра яркого ультрафиолетового

светодиода N5111/590 при напряжении питания 9 В (точки) и 24 В (сплошная линия).

Рис.5. Принципиальная схема наносекувдного источника света на основе лавинных транзситоров и ультра яркого светоизлучающего диода. С1, СЗ = 100 нФ; С2 = 5*30 пФ; Ш, 112 = 51 Ом; ИЗ = 68 кОм; 114 = 5,1 кОм; 115 = 10*30 Ом; II = 30*100 нГн; Т1, Т2 - 2ТХ415; Б1 - ультра яркий светодиод на основе 1пОаШЗаК

+ЗВ

+Б00В

\Л/, отн. ед.

0,1

0,01

0 10 20 30 40 50

Время, не

Рис.6. Форма светового импульса наносекундного источника света,

представленного на рис.5. В источнике использовался ультра яркий синий светодиод 01<[Ь-3014ВС. Длительность светового импульса -А1= 1,3 нс(Р\ШМ).

Севтовыход, отн. ед. 1.1

Число импульсов

Длительность импульса нс

2.5

2.0

1.5

(6)

-И—4 } } }-

ю'

ю15

Число импульсов

Рис.7. Зависимости световыхода и длительности импульсов

наносекундного источника света, показанного на рис.5, от полного числа импульсов источника. Светодиод - ультра яркий синий светодиод Ы8РВ5008. Амплитуда импульса тока через светодиод -2,2 А.

Световыход, отн.ед. 1,1

Температура. С

Длительность импульса 1рууНМ, не

40 50

Температура, °С

Рис.8. Зависимость световыхода и длительности импульсов

наносекундного источника света, представленного на ри.5. Светодиод - ультра яркий синий светодиод МБРВЗООА.

О 5 10 И 20 23 30 35

Время, не

МП. отн. ед.

О ! 1[ I! 20 33 30 33 <0 15

Время, не

Я <а 80 £Э 10»

Время, не

о 5 ю 15 га 25 гз зз Время, не

(в) Щ, отн

о 20 «а со со юо Время, не

<Д) Ш, отн. ед. 1

50 100 150 230

Время, НС

Рис.9. Типовые формы световых импульсов наносекундных источников света, использующих различного типа ультра яркие синие светодиоды из соединений МЗаМ/ОгаМ а) ЙЗРШООБ. Светодиоды этого типа разделяются на две группы -медленную и быструю, б) Ь7113. Светодиоды этого типа также подразделяются на медленную и быструю, в) "быстрые" светодиоды. г) "промежуточные" светодиоды. д) "медленные" светодиоды. е) многокристальный светодиод с яркостью 200 кд.

Время, не.

Рис.Ю. а) Схема источника света на основе матрицы ультра ярких

светодиодов, в котором каждый отдельный светодиод матрицы запускается от отдельного формирователя импульсов запуска, б) Формы световых импульсов отдельных светодиодов матрицы и всей матрицы в целом.

(а)

с> —

тх,; 'т,

С1

п.

5Ш>3

ра1 У У1$ У Iи

№Г-

1Е4

20 20 40 50 €0

Время. нс.

Рис.11, а) Схема источника света на основе матрицы светодиодов, в котором светодиоды матрицы включены параллельно и запускаются от одного формирователя импульсов запуска, б) Формы световых импульсов отдельных светодиодов матрицы и всей матрицы в целом.

БЭД1

Канал

СМ

Канал #2

Канал #3 / 2-ух канальный ОМ \

Канал #4

БЭГ

Каналий /Ж Источники света

Канал #6 !

6м

24м

Эм

31м

Зм

Рис.12. Глубоководная многофункциональная экспериментальная гирлянда.

Рис. 13. Глубоководный модуль калибровочного наносеку одного источника света.

Рис.14. Глубоководный нейтринный телескоп НТ-200+ с удаленными гирляндами. 1,2, 3,4 - глубоководные модули калибровочных наносекундных источников света.

Ф-т 60x84/8. Уч.-изд.л. 1,0 Зак. №21654 Тираж 100 экз. Бесплатно

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

aoo&ft

^L-GZT-S

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Вятчин, Евгений Эдуардович

Введение.

Глава 1. Ультра яркие светоизлучающие диоды на основе соединений

InGaN/GaN.

Глава 2. Наносекундные калибровочные источники света на основе ультра ярких светоизлучающих диодов.

2.1. Формирователи импульсов запуска светоизлучающих диодов. ф 2.1.1. Формирователи импульсов запуска на основе комплементарных пар транзисторов.

2.1.1.1. Временные параметры формирователя на основе комплементарных пар транзисторов.

2.1.2. Формирователи импульсов запуска на основе лавинных транзисторов.

2.1.2.1. Лавинные транзисторы.

2.1.1.3. Долговременная стабильность.

2.1.1.4. Температурная стабильность.

2.2. Кинетика свечения ультра ярких светодиодов на основе соединений InGaN/GaN.

2.2.1. Изучение спектрального состава излучения ультра ярких светодиодов на основе InGaN/GaN.

2.3. Калибровочные источники света на основе матриц ультра ярких светоизлучающих диодов из соединений InGaN/GaN.

2.3.1. Матрица на основе ярких светоизлучающих диодов из соединения InGaN/GaN с индивидуальными формирователями.

2.3.2. Матрица на основе ярких светоизлучающих диодов из соединения InGaN/GaN с параллельным включением светодиодов.

2.4. Имитаторы черенковских и сцинтилляционных импульсов света.

Глава 3. Светодиодные калибровочные системы черенковских детекторов ТУНКA, QUEST и NT-200.

3.1. Временная калибровочная система черенковского детектора ШАЛ ТУНКА-25.

3.2. Светодиодная калибровочная система нейтринного эксперимента на озере Байкал.

3.2.1. Глубоководные модули наносекундных источников света.

3.2.2. Многоцелевая глубоководная экспериментальная гирлянда.

3.2.3. Эксперимент по измерению дисперсии глубинных вод озера Байкал.

Введение диссертация по физике, на тему "Наносекундные источники света для калибровочных измерений в черенковских и сцинтилляционных детекторах"

Черепковские и сцинтилляционные детекторы находят все большее применение в экспериментальной физике - в ускорительной и неускорительной физике высоких энергий, физике космических лучей, нейтринной астрофизике высоких энергий, гамма-астрономии высоких энергий и т.д. Существует огромное разнообразие черенковских и сцинтилляционных детекторов, насчитывающих от нескольких каналов до десятков тысяч каналов и имеющих эффективные площади от нескольких квадратных сантиметров до нескольких тысяч квадратных километров.

Конструкционно черепковские и сцинтилляционные детекторы состоят из двух компонент: физической среды, где рождаются световые вспышки, и фотодетекторов, регистрирующих эти вспышки. Физической средой в случае черенковских детекторов являются черенковские радиаторы, твердотельные, жидкие или газообразные, а в случае сцинтилляционных детекторов -твердотельные, жидкие или газообразные сцинтилляторы. Фотодетекторы также могут быть в обоих случаях вакуумными, газообразными или твердотельными. Для достижения хорошей точности и надежности проводимых измерений с такими детекторами необходимо контролировать физические параметры, как среды, так и фотодетекторов. Для этой цели неотъемлемой частью практически всех черенковских и сцинтилляционных детекторов являются калибровочные измерительные системы. Основной частью таких систем служат калибровочные источники световых импульсов.

Физические особенности черенковских и сцинтилляционных детекторов определяют требования к калибровочным источникам света. Как известно, зависимость интенсивности черенковского излучения от длины волны имеет характер I ~ 1/А. . Принимая во внимание характер пропускания света в среде, в черенковских детекторах рождаются в основном коротковолновые фотоны с X ~ 300-500 нм. В большинстве сцинтилляционных детекторов максимум спектра излучения приходится также на сине-голубую часть спектра. Длительность черенковских и сцинтилляционных вспышек составляет от долей наносекунды до несколько наносекунд. Диапазон регистрируемых амплитуд в таких детекторах охватывает несколько порядков величины. Чаще всего время жизни экспериментов составляет от нескольких лет до десятков лет, соответственно и время жизни калибровочных источников света должно быть значительным.

Отсюда следуют и основные требования к источникам световых сигналов для калибровочных измерений: спектр излучения - сине-голубой 300^-500 нм; диапазон изменения амплитуды световых импульсов - от десятков фотонов до Ю10 и более фотонов в одном импульсе; длительность импульсов - 1-г2 не; время жизни - более 107 импульсов; малый уровень флуктуаций выходных импульсов.

До последнего времени в качестве источников световых импульсов для калибровочных измерений используются импульсные лазеры, искровые разрядники, черенковские источники света, источники световых импульсов на основе сонолюминесценции и устройства на светоизлучающих диодах.

Лазерные источники света используют газовые, твердотельные лазерные системы и лазеры на красителях. Наиболее часто в экспериментах используется твердотельные лазеры, например, азотный лазер [1-4]. Излучение происходит на длине волны X = 337 нм. Достоинством такого источника является большой световыход и быстрая кинетика свечения: число фотонов в импульсе составляет ~ 1013 - 1014 при длительности импульсов < 1 не. Однако существенными недостатками системы являются малое время жизни (< 106 импульсов), значительные флуктуации выходных импульсов и малая частота следования импульсов (до десятков импульсов в секунду). Также к недостаткам следует отнести громоздкость и сложности в регулировании амплитуды выходных сигналов - приходится использовать механически управляемые оптические аттенюаторы [4]. Еще один недостаток, который необходимо упомянуть здесь - это дороговизна. Используются также и твердотельные лазеры с диодной накачкой на второй гармонике и с Q-switch системой. Недостатком таких лазерных систем является то, что длина волны излучения составляет обычно 532 нм. Весьма перспективными являются синие лазерные диоды, активно разрабатывающиеся в последнее время в мире. Однако они в настоящее время мало пока доступны и дороги.

Довольно часто используются источники света на основе искровых разрядников. Такие как ксеноновые, криптоновые или азотные импульсные лампы [5,6]. Основным недостатком таких источников является существенные флуктуации амплитуды и формы выходных импульсов. При чем, длительность импульсов составляет десятки наносекунд.

Черенковские источники света требуют применения радиоактивных источников быстрых электронов в контакте с черенковскими радиаторами или частиц космического излучения (мюонов). Несомненным достоинством таких источников является то, что при хорошем знании размеров и оптических параметров радиатора можно с довольно хорошей точностью знать число фотонов, попадающих на фотодетектор. Это исключительно важно для определения чувствительности фотодетекторов к черепковскому свету. Однако существенным недостатком является ограниченный диапазон амплитуд засветок, малая частота следования импульсов и сложности с выработкой синхронизующих импульсов.

Исключительный интерес представляют источники света на основе однопузырьковой сонолюминесценции [7,8]. Устойчивые осцилляции одиночного газового пузырька в воде производят достаточно стабильные и мощные и очень короткие (~50 пс) световые импульсы. Несмотря на активные работы над такими источниками за последние 15 лет, они остаются достаточно громоздкими и все еще слишком экзотическими для широкого использования в калибровочных измерениях в экспериментах.

Светоизлучающие диоды, далее светодиоды, используются в экспериментах для калибровочных измерений вот уже более 40 лет [9-15]. Однако до середины 90-х годов их использование было ограничено из-за незначительного световыхода. Для проведения же временных калибровочных измерений приходилось использовать лавинный пробой светодиодов, при этом световыход составлял лишь несколько десятков фотонов в импульсе. Наибольшие проблемы возникали при измерениях в коротковолновой области спектра. До того времени для работы в синей области спектра существовали только светодиоды на основе SiC с яркостями всего лишь ~ 10 мкд.

Появление к середине 90-х годов 20 века ультра ярких синих и зеленых светодиодов на основе соединений InGaN/GaN со световыходами, на порядок превышающими световыходы светодиодов из SiC, открыли новые возможности для создания быстрых, мощных, надежных, простых в эксплуатации, с очень стабильными параметрами и очень недорогих источников световых импульсов [16,17].

Научная новизна и практическая ценность работы. В ходе выполнения настоящей работы были разработаны и созданы ряд наносекундных источников света на основе ультра ярких светодиодов из соединений InGaN/GaN, тщательно изучены физические параметры этих источников. Впервые проведены подробные исследования кинетики свечения синих, фиолетовых и ультрафиолетовых ультра ярких светодиодов при прохождениии импульсов тока большой амплитуды. Выработаны рекомендации по использованию ультра ярких светодиодов в калибровочных системах для черенковских и сцинтилляционных детекторах. Результаты данной работы активно используются в экспериментах в нейтринной астрофизике высоких энергий, физике космических лучей и наземной гамма-астрономии высоких энергий.

Основные результаты, представленные к защите.

Международных конференциях по физике космических лучей в 2003г.

Гамбург, Германия) и 2005г. (Пуне, Индия), фотодетектированию в 2005

Бон, Франция). Результаты работ докладывались на научных семинарах в ИЛИ РАН, НИИЯФ МГУ и ОИЯИ.

Заключение диссертации по теме "Приборы и методы экспериментальной физики"

Заключение.

1. Разработаны и созданы измерительные стенды для исследования импульсных параметров ультра ярких светоизлучающих диодов на основе соединений InGaN/GaN.

2. Исследованы интенсивность и кинетика свечения более 1000 образцов ультра ярких светоизлучающих диодов на основе соединений InGaN/GaN различных марок. Выявлены типы светоизлучающих диодов, наиболее полно отвечающие требованиям, предъявляемым к светодиодам для использования в калибровочных источниках света для черепковских и сцинтилляционных детекторов.

3. Обнаружена длинноволновая компонента ("жёлтая полоса") излучения ультрафиолетовых светоизлучающих диодов NSHU550 и NSHU590 фирмы NICHIA на основе соединений InGaN/GaN при прохождении импульсов тока большой амплитуды наносекундной длительности. Постоянная времени высвечивания этой компоненты составляет т ~ 1,5 мкс.

4. Исследована долговременная и температурная стабильность наносекундных источников света на основе синих ультра ярких светоизлучающих диодов из соединений InGaN/GaN при прохождении импульсов тока с амплитудой > 2 А и длительностью -1 не. Показано, что интенсивность и длительность световых импульсов практически не изменяется даже после Ю10 полного числа импульсов источника.

Температурный коэффициент изменения интенсивности световых импульсов составляет (0,14-f-0, 18)%/°С.

5. Разработаны и созданы источники наносекундных световых импульсов для калибровочных измерений в черенковских и сцинтилляционных детекторах на основе матриц ультра ярких светоизлучающих диодов из соединений InGaN/GaN. Число фотонов в импульсе составляет ~1010 при длительности светового импульса - 1 -г 2 не.

8. Разработана и создана многоцелевая глубоководная гирлянда для проведения натурных испытаний новых перспективных разработок глубоководной экспериментальной техники: фотодетекторов, источников света, систем передачи данных и т.д. С этой гирляндой был выполнен эксперимент по измерению дисперсии света в глубинных водах озера Байкал с использованием наносекундных источников света на основе ультра ярких светоизлучающих диодов.

Благодарности

Выражаю глубочайшую благодарность и признательность моему Учителю Лубсандоржиеву Б.К. за постановку задачи, внимательное отношение, неоценимо полезные советы и помощь на всех этапах работы.

Огромное спасибо моим коллегам и товарищам, поддерживавшим меня и помогавшим мне на всех этапах диссертационной работы - Похилу П. Г., Васильеву Р.В., Полещуку Р.В. и Шайбонову Б.А.

Также я очень признателен коллективу лаборатории нейтринной астрофизики высоких энергий, ИЛИ РАН, г. Москва, коллективу НИИЯФ за чуткое отношение и понимание.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Вятчин, Евгений Эдуардович, Москва

1. 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.

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

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

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

5. 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.

6. 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.

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

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

9. R.Martincic et al// Nucl. Instrum. and Methods. 1977. V.147. P.513.

10. W.L.Reiter, G.Stengl // Nucl. Instrum. and Methods. 1980. V. 169. P.469

11. W.L.Reiter, G.Stengl //Nucl. Instrum. and Methods. 1980. V.173. P.275.

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

13. 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

14. 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.

15. 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.

16. S.Nakamura et al. // J.Appl. Phys. 1994. V.76. P.8189.

17. Nakamura S., Fasol G. The blue Laser Diode; GaN based Light Emitters and Lasers. Heidelberg, 1997.

18. J.A.Lodge et al.// IEEE Trans, on Nucl. Sci. 1968. V.NS-15. N.l. P.491.

19. C.C.Lo, B.A.Lescovar // IEEE Trans, on Nucl. Sci. 1974. V.NS-21. N.l. P.93.

20. Е.А.Мелешко, A.A. Митин Измерительные генераторы в ядерной электронике // Москва, Атомиздат. 198I.e.256.

21. М.И.Демчук, С.М. Дмитриев Субнаносекундный полупроводниковый источник света для исследования временных характеристик // ПТЭ. 1988. №1. С.25.

22. C.A.Benulis, W.K.McFarlane. A light pulser system for testing photomultiplier-based counter systems // Nucl. Instrum. and Methods. 1985. V.A240. P.135-138.

23. Берг А., Дин П. Светодиоды / Пер. с англ. под ред. А.Э.Юновича. М., 1979.

24. Коган JI.M. Полупроводниковые светоизлучающие диоды. М., 1983.

25. Алфёров Ж.И. Физика и Жизнь. СПб., 2000.

26. Копаев Ю.В. Лауреаты Нобелевской премии 2000 г. по физике -Ж.И.Алфёров, Г.Крёмер, Дж.Килби // Природа. 2001. №1. С.3-7.

27. Физика. Большой энциклопедический словарь.- М.: Большая Российская энциклопедия, 1999.

28. А.Э. Юнович. // Природа, N 6, с. 38-46 (2001).

29. А.Э. Юнович. // Химия и Жизнь, N 5-6, с. 46-48 (1999).

30. А.Э. Юнович. // Экология и жизнь, N 4(33), с. 62-65 (2003).

31. В.Е. Кудряшов и др. // ФТП, т. 35, в. 7, с. 861-868 (2001).

32. 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.

33. 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.

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

35. 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.

36. 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.

37. 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.486-4'95. (physics/0311119)

38. 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.

39. 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.

40. Р.В.Васильев, Б.К.Лубсандоржиев, П.Г.Похил «Простой, компактный, наносекундный источник света для калибровочных измерений в сцинтилляционных и черенковских детекторах»// Препринт ИЛИ РАН-1003/99

41. 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.

42. J.S. Kapustinsky et al // Nucl. Instrum. and Meth. A241 (1985) 612

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

44. K.-M. Aye et al. 28th // ICRC, Tsukuba Japan, 2003, p.2975.164

45. Т. Suomijarvi Т. et al. // 28th ICRC, Tsukuba Japan, 2003, p.825

46. Lubsandorzhiev B.K., Vyatchin Y.E. Timing of a nanosecond light pulser // Preprint INR-1135/2004. 2004.

47. B.Lubsandorzhiev, Y.Vyatchin. Studies of "Kapustinsky's"light pulser timing characteristics // physics/0410281/Accepted for publication in JINST.

48. D.Paneque et al. // IEEE Trans, on Nucl. Sci., Vol. 48, No.4, August 2001, Р.1215.ЕТ9П6

49. Barrio J.A. et al., Preprint Max-Planck-Institut fur Physik. MPI-PhE/98-5. 1998.

50. Р.В.Васильев // Кандидатская диссертация. Москва. ИЯИ РАН. 2005.

51. NICHIA CHEMICAL Data Sheet, TOKUSHIMA JAPAN, 1997.

52. F.J. Sanchez et al. // MRS Internet J. Nitride Semicond. Res. 1997. V.l 17.

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

54. Balkanov V.A. et al. // Nucl. Instrum. and Meth., V.A498., 2003. P.231 -239.

55. Araki T, Fujisawa Y., Hashimoto M., Rev. Sci. Instrum. 1997. V.68. N.3 P. 1365.LED spectrum

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

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

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

59. Karle A. et al. // Astroparticle Physics. 1995. V.3. P.321.

60. M.Cassidy et al. // Proc. of the 25th ICRC. 1997. V.5. P. 189.

61. J.E.Dickinson et al. //Proc. of the 25th ICRC. 1997. V.5. P.229.165

62. S.V.Bryancki et al. // Proc. of the 24th ICRC. Rome Italy. 1995. V.2. P.724.

63. O.A.Gress et al. // Proc. of the 25th ICRC. Durban 1997. V.4. P.129-132.

64. Gress O.A. et al. // Proc. of the 27th Intern. Cosmic Ray Conf. , Hamburg Germany, August 2001. V. 1. P6.

65. Н.М.Буднев и др. // Известия РАН. Сер. физическая. 2005. Т.69. N.3. С.343-346.

66. Р.В.Васильев и др. // Известия АН. Серия физическая. 2001. Т.65. N.8. С.1640.

67. V.A.Aynutdinov et al. // Proc. of the 28th ICRC, Tsukuba Japan 2003. V.3. P.1353.

68. П.Г.Похил. // Кандидатская диссертация. Москва ИЛИ РАН. 2004.

69. Безруков Л.Б. и др. // Известия АН. Серия физическая. 1994. Т.58. N.12. С.149.

70. I.A.Belolaptikov et al. // Astroparticle Physics. 1997. V.7. P.263.

71. V.M.Aynutdinov, et al. // Proc of 29th ICRC2005 / astro-ph/0507709

72. V.M.Aynutdinov, et al. // Nucl. Phys. В (Proc. Suppl.). 2005. V.138. P. 175178.

73. R.I.Bagduev et al. // Nucl. Instrum. and Methods. 1999. A420. P. 138.

74. Lubsandorzhiev B.K., Pokhil P.G., Vasiliev R.V. // Proc. of the 27th Intern. Cosmic Ray Conf., Hamburg Germany, August 2001. V.3. P. 1294-1296.

75. B.K.Lubsandorzhiev. New developments of photodetectors for the lake Baikal neutrino experiment // physics/0202008. 2002.

76. В.А.Балканов,. Б.К.Лубсандоржиев и др. Двухканальныйфотоэлектронный умножитель "Байкал-2'7/ ПТЭ. 2002. N.1. С. 100.

77. L.A.Kuzmichev // Nuclear Instrum. and Meth. 2002. V.A482. P.304.

78. Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц, Электродинамика сплошных сред, 1982, Наука, Москва.

79. А.Н.Матвеев, Оптика, 1985, Высшая школа, Москва.

80. A.Ivanoff, Introduction al'Oceanographie 2, 315 (1972).

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