The KM3NeT multi-PMT optical module
Authors: Aiello S. , Albert A. , Alshamsi M. , Alves Garre S. , Aly Z. , Ambrosone A. , Ameli F. , Andre M. , Androulakis G. , Anghinolfi M. , Anguita M. , Ardid M. , Ardid S. , Aublin J. , Avgitas T. , Bagatelas C. , Bailly-Salins L. , Baret B. , Basegmez du Pree S. , Bendahman M. , Benfenati F. , Berbee E. , van den Berg A.M. , Bertin V. , van Beveren V. , Biagi S. , de Boer R. , Boettcher M. , Bou Cabo M. , Boumaaza J. , Bouta M. , Bouwhuis M. , Bozza C. , Brânzaş H. , Bruijn R. , Brunner J. , Bruno R. , Buis E. , Buompane R. , Busto J. , Cacopardo G. , Caiffi B. , Calvo D. , Campion S. , Capone A. , Carretero V. , Castaldi P. , Celli S. , Chabab M. , Champion C. , Chau N. , Chen A. , Cherubini S. , Chiarella V. , Chiarusi T. , Circella M. , Cocimano R. , Coelho J.A.B. , Coleiro A. , Colomer Molla M. , Coniglione R. , Coyle P. , Creusot A. , Cruz A. , Cuttone G. , D'Amato C. , D'Amico A. , Dallier R. , De Benedittis A. , De Martino B. , De Wasseige G. , Di Palma I. , Díaz A.F. , Diego-Tortosa D. , Distefano C. , Domi A. , Donzaud C. , Dornic D. , Dörr M. , Drakopoulou E. , Drouhin D. , Eberl T. , Eddyamoui A. , van Eeden T. , van Eijk D. , El Bojaddaini I. , El Hedri S. , Enzenhöfer A. , Espinosa V. , Fermani P. , Ferrara G. , Filipović M.D. , Filippini F. , Fransen J. , Fusco L.A. , Gajanana D. , Gal T. , García Méndez J. , García Soto A. , Garufi F. , Gatelet Y. , Gatius Oliver C. , Geißelbrecht N. , Gialanella L. , Giorgio E. , Gozzini S.R. , Gracia R. , Graf K. , Grella G. , Grmek A. , Gromov I. , Guderian D. , Guidi C. , Guillon B. , Gutiérrez M. , Häfner J. , Haegel L. , Hallmann S. , Hamdaoui H. , van Haren H. , Heijboer A. , Hekalo A. , Hennig L. , Hernández-Rey J.J. , Hofestädt J. , Huang F. , Idrissi Ibnsalih W. , Ilioni A. , Illuminati G. , James C.W. , Janezashvili D. , Jansweijer P. , de Jong M. , de Jong P. , Jung B.J. , Kalaczyński P. , Kalekin O. , Katz U.F. , Kayzel F. , Khan Chowdhury N.R. , Kistauri G. , van der Knaap F. , Kooijman P. , Koopstra J. , Kouchner A. , Kulikovskiy V. , Labalme M. , Lahmann R. , Lamoureux M. , Larosa G. , Lastoria C. , Lazo A. , Le Breton R. , Le Stum S. , Lehaut G. , Leonardi O. , Leone F. , Leonora E. , Lessing N. , Levi G. , Lincetto M. , Lindsey Clark M. , LLorens Alvarez C. , Longhitano F. , Lopez-Coto D. , Maderer L. , Majumdar J. , Mańczak J. , Margiotta A. , Marinelli A. , Markou C. , Martin L. , Martínez-Mora J.A. , Martini A. , Marzaioli F. , Mastroianni S. , Melis K.W. , Miele G. , Migliozzi P. , Migneco E. , Mijakowski P. , Miranda L.S. , Mollo C.M. , Mongelli M. , Moussa A. , Muller R. , Musumeci M. , Nauta L. , Navas S. , Nicolau C.A. , Nkosi B. , Ó Fearraigh B. , O'Sullivan M. , Organokov M. , Orlando A. , Palacios González J. , Papalashvili G. , Papaleo R. , Passaro Gianluca , Passaro Giuseppe , Pastore C. , Păun A.M. , Păvălaş G.E. , Pellegrini G. , Pellegrino C. , Perrin-Terrin M. , Pestel V. , Piattelli P. , Pieterse C. , Pisanti O. , Poirè C. , Popa V. , Pradier T. , Probst I. , Pulvirenti S. , Quéméner G. , Randazzo N. , Razzaque S. , Real D. , Reck S. , Riccobene G. , Rocco R. , Romanov A. , Rovelli A. , Salesa Greus F. , Samtleben D.F.E. , Sánchez Losa A. , Sanguineti M. , Santonocito D. , Sapienza P. , Schmeitz R. , Schmelling J. , Schnabel J. , Schneider M.F. , Schumann J. , Schutte H.M. , Seneca J. , Sgura I. , Shanidze R. , Sharma A. , Sinopoulou A. , Smirnov M.V. , Spisso B. , Spurio M. , Stavropoulos D. , Stellacci S.M. , Taiuti M. , Tatone F. , Tayalati Y. , Tedjditi H. , Thiersen H. , Timmer P. , Tingay S. , Tsagkli S. , Tsourapis V. , Tzamariudaki E. , Tzanetatos D. , Valieri C. , Van Elewyck V. , Vasileiadis G. , Versari F. , Viola S. , Vivolo D. , Wilms J. , Wojaczyński R. , de Wolf E. , Yousfi T. , Zavatarelli S. , Zegarelli A. , Zito D. , Zornoza J.D. , Zúñiga J. , Zywucka N. 
Published: July 2022

Abstract
The optical module of the KM3NeT neutrino telescope is an
innovative multi-faceted large area photodetection module. It
contains 31 three-inch photomultiplier tubes in a single 0.44 m
diameter pressure-resistant glass sphere. The module is a sensory
device also comprising calibration instruments and electronics for
power, readout and data acquisition. It is capped with a
breakout-box with electronics for connection to an electro-optical
cable for power and long-distance communication to the onshore
control station. The design of the module was qualified for the
first time in the deep sea in 2013. Since then, the technology has
been further improved to meet requirements of scalability,
cost-effectiveness and high reliability. The module features a
sub-nanosecond timing accuracy and a dynamic range allowing the
measurement of a single photon up to a cascade of thousands of
photons, suited for the measurement of the Cherenkov radiation
induced in water by secondary particles from interactions of
neutrinos with energies in the range of GeV to PeV. A distributed
production model has been implemented for the delivery of more than
6000 modules in the coming few years with an average production rate
of more than 100 modules per month. In this paper a review is
presented of the design of the multi-PMT KM3NeT optical module with
a proven effective background suppression and signal recognition and
sensitivity to the incoming direction of photons.