MRS APD для подземного эксперимента EMMA И.Ш.Давиташвили, Б.К.Лубсандоржиев, Б.А.Шайбонов (мл), Р.В.Полещук

Эксперимент EMMA Энергетический спектр и химический состав первичного космического излучения в области колена (3×10**15 эВ) Множественность мюонов в ливне, функция пространственного распределения мюонов, направление прихода ливня Шахта Пихасалми, Финляндия, 240 м.в.э.,

Сцинтилляционный счетчик эксперимента EMMA Пластиковый литой сцинтиллятор на основе полистирена (ИФВЭ) cm 3 Поверхность хим. обработана ( thick) Отражатель TYVEK Спиральная канавка глубиной 3mm Волокно Kuraray Y11(200)S WLS Оптический клей BC600 Внутренний торец волокна алюминирован 1552 счетчика

Требования к фотосенсорам для сцинтилляционного счетчика Эффективность детектирования фотонов (515 нм) - 15% Скорость счета импульсов темнового тока (20°С) - 2,5 МГц Уровень кросс-токов при рабочем напряжении - 12% Усиление - 3×10 5 Время восстановления - 10 мкс Рабочее напряжение - 40 В

MRS APD Центр Перспективных Технологий и Аппаратуры, Москва n + -p-p + - структура Высокая чувствительность в Зелено-красной области спектра Число пикселей Чувствительная площадь ячейки Геометрический фактор %

Протестировано 1080 шт. MRS APD (ЦПТА) MRS APD разбиты на 4 группы: Fast, Fast-Slow, Fast-Slow-Fast, Slow Отбраковано – 8% Полный заказ - ~2200 шт.

FastFast-Slow-Fast Fast-SlowSlow

Первый импульс – лазерный диод t~100ps (fwhm) Второй импульс – синий ультра яркий светодиод t ~1ns (fwhm) Время восстановления - ~1 s Зарядовое распределение MRS APD #234 (Fast-Slow) Ubias=27.3В Gain=8×10 5 PDE=23,3% Cross-talk - ~8% N ш ~ 1.7МГц (>0.5pe, 20°C)

Measurements with the scintillator counter at Baksan At the surfaceAt the depth of 200 m.w.e. Counting rate - ~3.7Hz Counting rate - ~1.3Hz PDE=20% Muon peak -~60pe. Threshold - ~0.37(MIP)

Measurements with the scintillator counter at Pyhasalmi At the surfaceAt the depth of 240 m.w.e. Counting rate - ~7 Hz Counting rate - ~5Hz PDE=20% Muon peak - ~60pe. Threshold - ~0.22 (MIP)

Заключение 1. Микропиксельные лавинные фотодиоды производства Центра Перспективных Технологий и Аппаратуры в целом неплохо удовлетворяют требованиям, предъявляемым к фотодиодам для сцинтилляционного счетчика эксперимента ЕММА. 2. Протестированы 1080 штук микропиксельных лавинных фотодиодов для сцинтилляционных счетчиков эксперимента EMMA. Все протестированные MRS APD разделены на 4 группы, которые условно обозначены как: F (Fast), F-S (Fast-Slow), F-S-F (Fast-Slow-Fast), S (Slow). Отбраковано ~8% фотодиодов (ЦПТА произвела их замену). 3. Фотодиоды c из каждой группы собраны в подгруппы по 16 образцов для использования в составе одного модуля SC16. В подгруппы собраны фотодиоды с близкими значениями рабочих напряжений и эффективности регистрации фотонов.