D-Egg: a dual PMT optical module for IceCube

Abbasi, R.; Hill, G. C.; Koirala, R.; Schneider, J.; Bourbeau, E.; Sandrock, A.; Conrad, J. M.; Spannfellner, C.; Huber, T.; Procter-Murphy, R.; Przybylski, G. T.; Oehler, M.; Snihur, R.; Pankova, D. V.; Seunarine, S.; Moore, R. W.; Rawlins, K.; Jin, M.; Hymon, K.; Amin, N. M.; Anderson, T.; Weyrauch, M.; Haack, C.; Marka, Z.; Ahlers, M.; Montaruli, T.; Schröder, F. G.; Naumann, U.; Kin, K.; Vannerom, D.; Thwaites, J.; Ruohan, L.; Ruhe, T.; Diaz, A.; Kozynets, T.; Burley, R. T.; Makino, Y.; Lyu, Y.; Mockler, D.; Ryckbosch, D.; Lincetto, M.; Robertson, S.; Rhode, W.; Sandstrom, P.; Katz, U.; Unland Elorrieta, M. A.; Niederhausen, H.; Beise, J.; Kiryluk, J.; Schindler, S.; Jansson, M.; Griswold, S.; Morse, R.; Santander, M.; Domi, A.; Alameddine, J. M.; Wolf, M.; Koundal, P.; Borowka, J.; Sarkar, S.; Soedingrekso, J.; Becker, K.-H.; Roberts, E. J.; Alves, Jr. A. A.; Jeong, M.; Dappen, C.; van Santen, J.; Yildizci, E.; Krupczak, E.; Binder, G.; Ehrhardt, T.; Collin, G. H.; Gutjahr, P.; Ma, W. Y.; Spiering, C.; Pieper, S.; Japaridze, G. S.; Grégoire, T.; Parker, G. K.; Madsen, J.; Merckx, Y.; Carnie-Bronca, E. G.; Kumar, Anil; Lazar, J. P.; Tilav, S.; Sainte, W. Marie; In, S.; Balagopal V., A.; Book, J. Y.; Spiczak, G. M.; Raab, C.; Lucarelli, F.; Wulff, J.; Pries, B.; Resconi, E.; Wendt, C.; Veitch-Michaelis, J.; Kelley, J. L.; Lohfink, E.; Ganster, E.; Dittmer, M.; Baricevic, M.; Pandya, H.; Bontempo, F.; Nowicki, S. C.; Micallef, J.; Engel, R.; Nayerhoda, A.; Hickford, S.; Silva, M.; Bay, R.; Blot, S.; Stamatikos, M.; Aguilar, J. A.; Kardum, L.; Shimizu, N.; Halzen, F.; Bellenghi, C.; Andeen, K.; Schumacher, L.; Kolanoski, H.; Luszczak, W.; McNally, F.; Hünnefeld, M.; Reichherzer, P.; Adams, J.; Sclafani, S.; Garrappa, S.; Mayhew, F.; Ha Minh, M.; Schlüter, B.; Medina, A.; Stezelberger, T.; Deoskar, K.; Maruyama, R.; Gualda, C. Lagunas; Rehman, A.; Søgaard, A.; Grant, D.; Chirkin, D.; Thompson, W. G.; Riedel, B.; Argüelles, C.; Morii, Y.; Kappesser, D.; Kappes, A.; Twagirayezu, J. P.; Rodriguez, M. Prado; Köpke, L.; Upshaw, K.; Hatch, P.; Karg, T.; Kopper, C.; Fischer, Leander; Taboada, I.; Smithers, B.; Campana, M. A.; Klein, S. R.; Hidvegi, A.; Mukherjee, T.; Lad, N.; Kurahashi, N.; Karle, A.; Ludwig, A.; Schaufel, M.; Lamoureux, M.; Sulanke, K. H.; Savelberg, J.; Fienberg, A. T.; Peterson, J.; Fedynitch, A.; Bernardini, E.; Kang, X.; DeLaunay, J. J.; Shefali, S.; Glauch, T.; Berley, D.; Shimizu, S.; Gallagher, J.; Bai, X.; Liu, Q. R.; Wiebusch, C. H.; Hardin, J.; Roellinghoff, G.; Necker, J.; Rack-Helleis, J.; Leonard DeHolton, K.; Correa, P.; Lu, L.; Karl, M.; de Vries, K. D.; Fox, D.; Stanev, T.; Kang, W.; Rechav, Z.; Olivas, A.; Dave, P.; Zhelnin, P.; IceCube Collaboration; Skrzypek, B.; Wrede, G.; Hellrung, J.; Harnisch, A. A.; Lee, J. W.; Herrera, S. E. Sanchez; Lauber, F.; Gerhardt, L.; Reusch, S.; Meier, M.; Salazar-Gallegos, D.; Haungs, A.; Yu, S.; Mechbal, S.; Braun, J.; Goswami, S.; Clark, B. A.; Eller, P.; Safa, I.; Paul, L.; BenZvi, S.; Ty, B.; DeYoung, T.; Sullivan, G. W.; Sharma, A.; Orsoe, R.; Griffin, S.; de Wasseige, G.; Yu, F.; Goehlke, N.; Hussain, R.; Garcia, A.; Botner, O.; Becker Tjus, J.; Hanson, K.; Savina, P.; Athanasiadou, S.; Xu, X. W.; Weber, J.; Halve, L.; Meneguolo, C. Boscolo; Nisa, M. U.; Cantu, D. Rysewyk; Erpenbeck, H.; Marka, S.; Hultqvist, K.; Stein, Robert; Williams, D. R.; Stuttard, T.; Meures, T.; Evenson, P. A.; Pizzuto, A.; Ter-Antonyan, S.; Hoshina, K.; Fürst, P.; van Eijndhoven, N.; Böttcher, J.; Anton, G.; Feigl, N.; Chen, Z.; Rott, C.; Zhang, Z.; Hou, W.; Watson, T. B.; Choi, S.; López, D. Delgado; Connolly, A.; Axani, S. N.; Busse, R. S.; Barwick, S. W.; Mead, J. V.; Yuan, T.; Rongen, M.; Kovacevich, M.; Günther, C.; Trettin, A.; Aggarwal, N.; Martinez-Soler, I.; Carloni, K.; Soldin, D.; Vandenbroucke, J.; Heuermann, L.; Ackermann, Markus; Nagai, R.; Fritz, A.; McElroy, T.; Yanez, J. P.; Gray, S. J.; Kun, E.; O'Sullivan, E.; Whitehorn, N.; Coppin, P.; Desiati, P.; Chen, C.; DuVernois, M. A.; Richman, M.; Lozano Mariscal, C. J.; Oeyen, B.; Coleman, A.; Weaver, C.; Gaisser, T. K.; Weigel, P.; Neumann, M.; Meagher, K.; Veske, D.; Kang, D.; Turcotte, R.; Iovine, N.; Tung, C. F.; Cowen, D. F.; Renzi, G.; Werthebach, J.; Mahn, K. B. M.; Friedman, E.; Schwefer, G.; Jones, B. J. P.; Philippen, S.; Halliday, R.; De Clercq, C.; Meighen-Berger, S.; Yoshida, S.; Hamdaoui, H.; Desai, A.; Hill, C.; Schmidt, T.; Vara, J.; Osborn, J.; Love, C.; Saffer, J.; Rodan, S.; Toscano, S.; Gonzalez, J. G.; Dembinski, H.; Naab, R.; Díaz-Vélez, J. C.; Fan, K. L.; Schieler, H.; Koskinen, D. J.; Classen, L.; Finley, C.; Beatty, J. J.; Fazely, A. R.; Franckowiak, A.; Liubarska, M.; Ashida, Y.; Brinson, B.; Evans, J.; Kowalski, Marek; Brostean-Kaiser, J.; Tönnis, C.; Popovych, Y.; Moulai, M.; Kheirandish, A.; Hallgren, A.; Tosi, D.; Mancina, S.; Blaufuss, E.; Henningsen, F.; Stürwald, T.; Paudel, E. N.; Countryman, S.; Böser, S.; Larson, M. J.; Wisher, I.; Merten, L.; Sampathkumar, P.; Kruiswijk, K.; Walck, C.; Bindig, D.; Valtonen-Mattila, N.; Tollefson, K.; Pollmann, A. Obertacke; Ishihara, A.; Kochocki, A.; Kontrimas, T.; Hoffman, K. D.; Helbing, K.; Mariş, I. C.; Kauer, M.; de los Heros, C. Pérez; Basu, V.; Park, N.; Marsee, M.; Weldert, J.; Ghadimi, A.; Plum, M.; Glaser, C.; Willey, N.; Dujmovic, H.; Besson, D. Z.; Noell, A.; Leszczyńska, A.; Glüsenkamp, T.; Seckel, D.; Weindl, A.; Fiedlschuster, S.; Verpoest, S.

doi:10.1088/1748-0221/18/04/P04014

Journal Article

PUBDB-2023-03038

D-Egg: a dual PMT optical module for IceCube

Abbasi, R. ; Ackermann, M.DESY* ; Adams, J. ; Aggarwal, N. ; Aguilar, J. A. ; Ahlers, M. ; Alameddine, J. M. ; Alves, J. A. A. ; Amin, N. M. ; Andeen, K. ; Anderson, T. ; Anton, G. ; Argüelles, C. ; Ashida, Y. ; Athanasiadou, S.DESY* ; Axani, S. N. ; Bai, X. ; Balagopal V., A. ; Baricevic, M. ; Barwick, S. W. ; Basu, V. ; Bay, R. ; Beatty, J. J. ; Becker, K.-H. ; Becker Tjus, J. ; Beise, J. ; Bellenghi, C. ; BenZvi, S. ; Berley, D. ; Bernardini, E. ; Besson, D. Z. ; Binder, G. ; Bindig, D. ; Blaufuss, E. ; Blot, S.DESY* ; Bontempo, F. ; Book, J. Y. ; Borowka, J. ; Meneguolo, C. B. ; Böser, S. ; Botner, O. ; Böttcher, J. ; Bourbeau, E. ; Braun, J. ; Brinson, B. ; Brostean-Kaiser, J.DESY* ; Burley, R. T. ; Busse, R. S. ; Campana, M. A. ; Carloni, K. ; Carnie-Bronca, E. G. ; Chen, C. ; Chen, Z. ; Chirkin, D. ; Choi, S. ; Clark, B. A. ; Classen, L. ; Coleman, A. ; Collin, G. H. ; Connolly, A. ; Conrad, J. M. ; Coppin, P. ; Correa, P. ; Countryman, S. ; Cowen, D. F. ; Dappen, C. ; Dave, P. ; De Clercq, C. ; DeLaunay, J. J. ; López, D. D. ; Dembinski, H. ; Deoskar, K. ; Desai, A. ; Desiati, P. ; de Vries, K. D. ; de Wasseige, G. ; DeYoung, T. ; Diaz, A. ; Díaz-Vélez, J. C. ; Dittmer, M. ; Domi, A. ; Dujmovic, H. ; DuVernois, M. A. ; Ehrhardt, T. ; Eller, P. ; Engel, R. ; Erpenbeck, H. ; Evans, J. ; Evenson, P. A. ; Fan, K. L. ; Fazely, A. R. ; Fedynitch, A. ; Feigl, N. ; Fiedlschuster, S. ; Fienberg, A. T. ; Finley, C. ; Fischer, L.DESY* ; Fox, D. ; Franckowiak, A. ; Friedman, E. ; Fritz, A. ; Fürst, P. ; Gaisser, T. K. ; Gallagher, J. ; Ganster, E. ; Garcia, A. ; Garrappa, S.Extern*DESY* ; Gerhardt, L. ; Ghadimi, A. ; Glaser, C. ; Glauch, T. ; Glüsenkamp, T. ; Goehlke, N. ; Gonzalez, J. G. ; Goswami, S. ; Grant, D. ; Gray, S. J. ; Grégoire, T. ; Griffin, S. ; Griswold, S. ; Günther, C. ; Gutjahr, P. ; Haack, C. ; Hallgren, A. ; Halliday, R. ; Halve, L. ; Halzen, F. ; Hamdaoui, H. ; Ha Minh, M. ; Hanson, K. ; Hardin, J. ; Harnisch, A. A. ; Hatch, P. ; Haungs, A. ; Helbing, K. ; Hellrung, J. ; Henningsen, F. ; Heuermann, L. ; Hickford, S. ; Hidvegi, A. ; Hill, C. ; Hill, G. C. ; Hoffman, K. D. ; Hoshina, K. ; Hou, W. ; Huber, T. ; Hultqvist, K. ; Hünnefeld, M. ; Hussain, R. ; Hymon, K. ; In, S. ; Iovine, N. ; Ishihara, A. ; Jansson, M. ; Japaridze, G. S. ; Jeong, M. ; Jin, M. ; Jones, B. J. P. ; Kang, D. ; Kang, W. ; Kang, X. ; Kappes, A. ; Kappesser, D. ; Kardum, L. ; Karg, T.DESY* ; Karl, M. ; Karle, A. ; Katz, U. ; Kauer, M. ; Kelley, J. L. ; Kheirandish, A. ; Kin, K. ; Kiryluk, J. ; Klein, S. R. ; Kochocki, A. ; Koirala, R. ; Kolanoski, H. ; Kontrimas, T. ; Köpke, L. ; Kopper, C. ; Koskinen, D. J. ; Koundal, P. ; Kovacevich, M. ; Kowalski, M.DESY* ; Kozynets, T. ; Kruiswijk, K. ; Krupczak, E. ; Kumar, A.DESY* ; Kun, E. ; Kurahashi, N. ; Lad, N.DESY* ; Gualda, C. L.DESY* ; Lamoureux, M. ; Larson, M. J. ; Lauber, F. ; Lazar, J. P. ; Lee, J. W. ; Leonard DeHolton, K. ; Leszczyńska, A. ; Lincetto, M. ; Liu, Q. R. ; Liubarska, M. ; Lohfink, E. ; Love, C. ; Lozano Mariscal, C. J. ; Lu, L. ; Lucarelli, F. ; Ludwig, A. ; Luszczak, W. ; Lyu, Y. ; Ma, W. Y.DESY* ; Madsen, J. ; Mahn, K. B. M. ; Makino, Y. ; Mancina, S. ; Sainte, W. M. ; Mariş, I. C. ; Marka, S. ; Marka, Z. ; Marsee, M. ; Martinez-Soler, I. ; Maruyama, R. ; Mayhew, F. ; McElroy, T. ; McNally, F. ; Mead, J. V. ; Meagher, K. ; Mechbal, S.DESY* ; Medina, A. ; Meier, M. ; Meighen-Berger, S. ; Merckx, Y. ; Merten, L. ; Meures, T. ; Micallef, J. ; Mockler, D. ; Montaruli, T. ; Moore, R. W. ; Morii, Y. ; Morse, R. ; Moulai, M. ; Mukherjee, T. ; Naab, R.DESY* ; Nagai, R. ; Naumann, U. ; Nayerhoda, A. ; Necker, J.DESY* ; Neumann, M. ; Niederhausen, H. ; Nisa, M. U. ; Noell, A. ; Nowicki, S. C. ; Pollmann, A. O. ; Oehler, M. ; Oeyen, B. ; Olivas, A. ; Orsoe, R. ; Osborn, J. ; O'Sullivan, E. ; Pandya, H. ; Pankova, D. V. ; Park, N. ; Parker, G. K. ; Paudel, E. N. ; Paul, L. ; de los Heros, C. P. ; Peterson, J. ; Philippen, S. ; Pieper, S. ; Pizzuto, A. ; Plum, M. ; Popovych, Y. ; Rodriguez, M. P. ; Pries, B. ; Procter-Murphy, R. ; Przybylski, G. T. ; Raab, C. ; Rack-Helleis, J. ; Rawlins, K. ; Rechav, Z. ; Rehman, A. ; Reichherzer, P. ; Renzi, G. ; Resconi, E. ; Reusch, S.DESY* ; Rhode, W. ; Richman, M. ; Riedel, B. ; Roberts, E. J. ; Robertson, S. ; Rodan, S. ; Roellinghoff, G. ; Rongen, M. ; Rott, C. ; Ruhe, T. ; Ruohan, L. ; Ryckbosch, D. ; Cantu, D. R. ; Safa, I. ; Saffer, J. ; Salazar-Gallegos, D. ; Sampathkumar, P. ; Herrera, S. E. S. ; Sandrock, A. ; Sandstrom, P. ; Santander, M. ; Sarkar, S. ; Sarkar, S. ; Savelberg, J. ; Savina, P. ; Schaufel, M. ; Schieler, H. ; Schindler, S. ; Schlüter, B. ; Schmidt, T. ; Schneider, J. ; Schröder, F. G. ; Schumacher, L. ; Schwefer, G. ; Sclafani, S. ; Seckel, D. ; Seunarine, S. ; Sharma, A. ; Shefali, S. ; Shimizu, N. ; Shimizu, S. ; Silva, M. ; Skrzypek, B. ; Smithers, B. ; Snihur, R. ; Soedingrekso, J. ; Søgaard, A. ; Soldin, D. ; Spannfellner, C. ; Spiczak, G. M. ; Spiering, C.DESY* ; Stamatikos, M. ; Stanev, T. ; Stein, R.DESY* ; Stezelberger, T. ; Stürwald, T. ; Stuttard, T. ; Sulanke, K. H. ; Sullivan, G. W. ; Taboada, I. ; Ter-Antonyan, S. ; Thompson, W. G. ; Thwaites, J. ; Tilav, S. ; Tollefson, K. ; Tönnis, C. ; Toscano, S. ; Tosi, D. ; Trettin, A.DESY* ; Tung, C. F. ; Turcotte, R. ; Twagirayezu, J. P. ; Ty, B. ; Unland Elorrieta, M. A. ; Upshaw, K. ; Valtonen-Mattila, N. ; Vandenbroucke, J. ; van Eijndhoven, N. ; Vannerom, D. ; van Santen, J.DESY* ; Vara, J. ; Veitch-Michaelis, J. ; Verpoest, S. ; Veske, D. ; Walck, C. ; Watson, T. B. ; Weaver, C. ; Weber, J. ; Weigel, P. ; Weindl, A. ; Weldert, J. ; Wendt, C. ; Werthebach, J. ; Weyrauch, M. ; Whitehorn, N. ; Wiebusch, C. H. ; Willey, N. ; Williams, D. R. ; Wisher, I. ; Wolf, M. ; Wrede, G. ; Wulff, J. ; Xu, X. W. ; Yanez, J. P. ; Yildizci, E. ; Yoshida, S. ; Yu, F. ; Yu, S. ; Yuan, T. ; Zhang, Z. ; Zhelnin, P. ; IceCube Collaboration (Collaboration author)

2023
Inst. of Physics London

Journal of Instrumentation 18(04), P04014 (2023) [10.1088/1748-0221/18/04/P04014]

This record in other databases:

Please use a persistent id in citations: doi:10.1088/1748-0221/18/04/P04014 doi:10.3204/PUBDB-2023-03038

Report No.: arXiv:2212.14526

Abstract: The D-Egg, an acronym for “Dual optical sensors in anEllipsoid Glass for Gen2,” is one of the optical modules designedfor future extensions of the IceCube experiment at the South Pole.The D-Egg has an elongated-sphere shape to maximize thephoton-sensitive effective area while maintaining a narrow diameterto reduce the cost and the time needed for drilling of thedeployment holes in the glacial ice for the optical modules atdepths up to 2700 m.The D-Egg design is utilized for the IceCube Upgrade, the next stageof the IceCube project also known as IceCube-Gen2 Phase 1, wherenearly half of the optical sensors to be deployed are D-Eggs. Withtwo 8-inch high-quantum efficiency photomultiplier tubes (PMTs) permodule, D-Eggs offer an increased effective area while retaining thesuccessful design of the IceCube digital optical module (DOM). Theconvolution of the wavelength-dependent effective area and theCherenkov emission spectrum provides an effective photodetectionsensitivity that is 2.8 times larger than that of IceCube DOMs. Thesignal of each of the two PMTs is digitized using ultra-low-power14-bit analog-to-digital converters with a sampling frequency of240 MSPS, enabling a flexible event triggering, as well as seamlessand lossless event recording of single-photon signals tomulti-photons exceeding 200 photoelectrons within 10 ns. Massproduction of D-Eggs has been completed, with 277 out of the310 D-Eggs produced to be used in the IceCube Upgrade. Inthis paper, we report the design of the D-Eggs, as well as thesensitivity and the single to multi-photon detection performance ofmass-produced D-Eggs measured in a laboratory using the built-indata acquisition system in each D-Egg optical sensor module.

Keyword(s): detector: optical ; IceCube: upgrade ; mass: production ; emission: spectrum ; photomultiplier ; sensitivity ; tube ; efficiency ; photoelectron ; data acquisition ; ice ; glass ; pole ; costs ; performance ; analog-to-digital converter ; Cherenkov ; Cherenkov detectors ; Detectors for UV, visible and IR photons ; Neutrino detectors

Classification:

ddc:610

Note: 26 pages, 18 figures, 1 table

Contributing Institute(s):

IceCube+NG (Z_ICE)

Research Program(s):

613 - Matter and Radiation from the Universe (POF4-613) (POF4-613)

Experiment(s):

IceCube South Pole Neutrino Observatory

Appears in the scientific report 2023

Database coverage:
Medline

;

;

; Clarivate Analytics Master Journal List ; Current Contents - Physical, Chemical and Earth Sciences ; National-Konsortium ; SCOPUS ; Web of Science Core Collection

Click to display QR Code for this record

The record appears in these collections:
Private Collections > >DESY > >ZEUTHEN > Z_ICE
Document types > Articles > Journal Article
Public records
Publications database
OpenAccess

Linked articles:

Preprint Abbasi, R. ; Ackermann, M.DESY* ; Adams, J. ; et al
D-Egg: a Dual PMT Optical Module for IceCube
[10.3204/PUBDB-2023-00440] OpenAccess Files Fulltext by arXiv.org BibTeX | EndNote: XML, Text | RIS

Record created 2023-05-08, last modified 2025-07-15

Similar records

OpenAccess:

PDF

PDF (PDFA)
External link:

Fulltext by arXiv.org

Rate this document:

(Not yet reviewed)

Add to personal basket
Export as Author List with IDs BibTeX (UTF-8), EndNote XML, EndNote Text, RIS, MARC, Print MARC, MARCXML, DC,
Request correction
Submit fulltext

guest :: login PUBDB
		Search		Submit		Personalize Your alerts Your baskets Your searches		Help