The LED calibration systems for the mDOM and D-Egg sensor modules of the IceCube Upgrade: Design, production, testing and use in module calibration

Abbasi, R.; Hill, G. C.; Krieger, N.; Koirala, R.; Shah, R.; Sandrock, A.; Conrad, J. M.; Spannfellner, C.; Huber, T.; Durnford, D.; Procter-Murphy, R.; Sommani, G.; Przybylski, G. T.; Yildizci, E.; Snihur, R.; Dueser, L.; Seunarine, S.; Finley, C.; Moore, R. W.; Rawlins, K.; Delmeulle, T.; Kamp, N.; Jin, M.; Hymon, K.; Amin, N. M.; Weyrauch, M.; Haack, C.; Vaidyanathan, A.; Bash, S.; Thompson, W. G.; Ahlers, M.; Montaruli, T.; Schröder, F. G.; Naumann, U.; Necker, J.; Pernice, T.; Thwaites, J.; Nakos, M.; Ruohan, L.; Ruhe, T.; Kozynets, T.; Pyras, L.; Makino, Y.; Zegarelli, A.; Lyu, Y.; Reistroffer, I.; Ryckbosch, D.; Robertson, S.; Rhode, W.; Sandstrom, P.; Benkel, B.; Bloom, L.; Niederhausen, H.; Dutta, K.; Beise, J.; Kiryluk, J.; Soldin, P.; Schindler, S.; Jansson, M.; Griswold, S.; Santander, M.; Domi, A.; Alameddine, J. M.; Agarwalla, S. K.; Wolf, M.; Koundal, P.; Sarkar, S.; Ackermann, M.; Soedingrekso, J.; Roberts, E. J.; Jeong, M.; Fazely, A. R.; Esmail, W.; Klein, C.; DiKerby, S.; Schlüter, F.; Mechbal, S.; van Santen, J.; Krupczak, E.; Ehrhardt, T.; Behrens, P.; Collin, G. H.; Vereecken, M.; Gutjahr, P.; Spiering, C.; O'Dell, V.; Parenti, A.; Upadhyay, A. K.; Zhang, S.; Madsen, J.; Kumar, A.; Merckx, Y.; Lazar, J. P.; Tilav, S.; Deng, S.; Balagopal V., A.; Warrick, E. H. S.; Raab, C.; Lucarelli, F.; Pries, B.; Resconi, E.; Parrish, V.; Kelley, J. L.; Ganster, E.; Dittmer, M.; Krishnamoorthi, J.; Pandya, H.; Bontempo, F.; Schunter, K.; Engel, R.; Hickford, S.; Bay, R.; Blot, S.; Stamatikos, M.; Aguilar, J. A.; Kardum, L.; Shimizu, N.; Halzen, F.; Desiati, P.; Mauro, J.; Liu, Y. T.; Andeen, K.; Schumacher, L.; Hewett, R.; Kolanoski, H.; Poojyam, V.; Luszczak, W.; McNally, F.; Mand, A.; Thiesmeyer, M.; Adams, J.; Sclafani, S.; Ellinger, E.; Khatee Zathul, A.; Van Rootselaar, L.; Mayhew, F.; Ha Minh, M.; Schlüter, B.; Medina, A.; Stezelberger, T.; Maruyama, R.; Draper, L.; Gualda, C. Lagunas; Henke, B.; Rehman, A.; Søgaard, A.; Seen, L.; Grant, D.; Chirkin, D.; Schaufel, M.; Riedel, B.; Argüelles, C.; Hennig, L.; Hooper, D.; Morii, Y.; Rodriguez, M. Prado; Köpke, L.; Upshaw, K.; Hatch, P.; Varsi, F.; Karg, T.; Ali, S.; Kopper, C.; Taboada, I.; Hmaid, R.; Campana, M. A.; Mitchell, J.; Klein, S. R.; Hidvegi, A.; Mukherjee, T.; Lad, N.; Kurahashi, N.; Karle, A.; Marka, Z.; Novikov, A.; Cowen, D. F.; Groth, K. M.; Lamoureux, M.; Hamacher, L.; DeLaunay, J. J.; Chau, N.; Peterson, J.; Bernardini, E.; Katil, A.; Kang, X.; Berley, D.; Chattopadhyay, S.; Neste, L.; Bai, X.; Schmeisser, N.; Wendt, C.; Hardin, J.; Ter-Antonyan, S.; Rack-Helleis, J.; Sevle Myhr, P. A.; Leonard DeHolton, K.; Young, R.; Lu, L.; Karl, M.; Schlickmann, L.; de Vries, K. D.; Fox, D.; Stanev, T.; Kang, W.; Rechav, Z.; Olivas, A.; Coleman, P.; Handt, M.; Motzkin, J. Y. Book; Van Eeden, T.; Eimer, A.; Zhelnin, P.; IceCube Collaboration; Skrzypek, B.; Janik, O.; Wrede, G.; Hellrung, J.; Harnisch, A. A.; Lauber, F.; Gerhardt, L.; Reusch, S.; Meier, M.; Salazar-Gallegos, D.; Haungs, A.; Yu, S.; Boscolo Meneguolo, C.; Hostert, M.; Braun, J.; Goswami, S.; Hori, S.; Clark, B. A.; Eller, P.; Paul, L.; Burley, R. T.; BenZvi, S.; DeYoung, T.; Thakuri, A.; Gallagher, J.; Orsoe, R.; Griffin, S.; de Wasseige, G.; Yu, F.; Walck, C.; Shefali, S.; Granados, A.; Garcia, A.; Botner, O.; Häußler, J.; Wiebusch, C. H.; Becker Tjus, J.; Witthaus, L.; Hanson, K.; Athanasiadou, S.; Xu, X. W.; Garg, G.; Halve, L.; Vijai, A.; Nisa, M. U.; Valtonen-Mattila, N.; Theobald, P.; Erpenbeck, H.; Marka, S.; Farrag, K.; Zilberman, P.; Corley, R.; Baines-Holmes, J.; Hultqvist, K.; Fedynitch, A.; Noda, K.; Williams, D. R.; Stuttard, T.; Moyaux, E.; Meures, T.; Evenson, P. A.; Ricca, L.; Rad, N.; Schmidt, T.; Sulanke, K.-H.; Hoshina, K.; Magnus, E.; Butterfield, D.; Kowalski, M.; Fürst, P.; van Eijndhoven, N.; Böttcher, J.; Villarreal, J.; Feigl, N.; Chen, Z.; Rott, C.; Zhang, Z.; Hou, W.; Eulig, S.; Choi, S.; Connolly, A.; Axani, S. N.; Guevel, D.; Barwick, S. W.; Mead, J. V.; Yuan, T.; Manao, E.; Rongen, M.; Günther, C.; Trettin, A.; Martinez-Soler, I.; Carloni, K.; Soldin, D.; Vandenbroucke, J.; Terliuk, A.; Kobayashi, Y.; Heuermann, L.; Carpio, J.; Molchany, L.; Schaile, P.; Stachurska, J.; Yanez, J. P.; Gray, S. J.; Werthebach, J.; Kun, E.; O'Sullivan, E.; Whitehorn, N.; Kappes, A.; Bellenghi, C.; DuVernois, M. A.; Krishnan, T.; Coleman, A.; Weaver, C.; Weigel, P.; Neumann, M.; Meagher, K.; Schwirn, S.; Veske, D.; Kang, D.; Heyer, N.; Eidenschink, L.; Mousadi, D.; Fischer, L.; Plum, M.; Bodo, I.; De Clercq, C.; Yoshida, S.; Trevarrow, P.; Hill, C.; Ha, C.; Rifaie, A.; Genton, E.; Borja, D. A. Coloma; Vara, J.; Vergara Carrasco, S.; Osborn, J.; Love, C.; Lin, C.; Scarnera, M.; Saffer, J.; Tollefson, K.; Fang, K.; Toscano, S.; Gonzalez, J. G.; Venugopal, M.; Naab, R.; Díaz-Vélez, J. C.; Fan, K. L.; Schieler, H.; Koskinen, D. J.; Liao, J.; Rosted, A.; Iwakiri, W.; Marten, L.; Beatty, J. J.; Franckowiak, A.; Liubarska, M.; Ashida, Y.; Sullivan, G. W.; Brinson, B.; Jain, S.; Evans, J.; Spiczak, G. M.; Popovych, Y.; Khanal, M.; Elsässer, D.; Kimku, H.; Gravois, M.; Moulai, M.; Kheirandish, A.; Hallgren, A.; Sanger-Johnson, G.; Tosi, D.; Mancina, S.; Blaufuss, E.; Henningsen, F.; Stürwald, T.; Rho, C. D.; Paudel, E. N.; Böser, S.; Ravn, M.; Larson, M. J.; Jacquart, M.; Merten, L.; Sampathkumar, P.; Kruiswijk, K.; Babu, R.; Arnaud, L. Lallement; Seikh, M.; Savelberg, J.; Pollmann, A. Obertacke; Ishihara, A.; Kochocki, A.; Kontrimas, T.; Hoffman, K. D.; Helbing, K.; Mosbrugger, A.; Mariş, I. C.; Kauer, M.; de los Heros, C. Pérez; Brisson-Tsavoussis, Z.; Kurt, E. A.; Basu, V.; Fukami, S.; Park, N.; Weldert, J.; Ghadimi, A.; Pontén, A.; Glaser, C.; Wen, A. Y.; Delgado, D.; Wang, A.; Palusova, V.; Besson, D. Z.; Noell, A.; Valverde, J.; Leszczyńska, A.; Yao, Y.; Glüsenkamp, T.; Seckel, D.; Garcia, M.; Weindl, A.; Verpoest, S.

Preprint

PUBDB-2026-00175

The LED calibration systems for the mDOM and D-Egg sensor modules of the IceCube Upgrade: Design, production, testing and use in module calibration

Abbasi, R. ; Ackermann, M. ; Adams, J. ; Agarwalla, S. K. ; Aguilar, J. A. ; Ahlers, M. ; Alameddine, J. M. ; Ali, S. ; Amin, N. M. ; Andeen, K. ; Argüelles, C. ; Ashida, Y. ; Athanasiadou, S. ; Axani, S. N. ; Babu, R. ; Bai, X. ; Baines-Holmes, J. ; Balagopal V., A. ; Barwick, S. W. ; Bash, S. ; Basu, V. ; Bay, R. ; Beatty, J. J. ; Becker Tjus, J. ; Behrens, P. ; Beise, J. ; Bellenghi, C. ; Benkel, B. ; BenZvi, S. ; Berley, D. ; Bernardini, E. ; Besson, D. Z. ; Blaufuss, E. ; Bloom, L. ; Blot, S. ; Bodo, I. ; Bontempo, F. ; Motzkin, J. Y. B. ; Boscolo Meneguolo, C. ; Böser, S. ; Botner, O. ; Böttcher, J. ; Braun, J. ; Brinson, B. ; Brisson-Tsavoussis, Z. ; Burley, R. T. ; Butterfield, D. ; Campana, M. A. ; Carloni, K. ; Carpio, J. ; Chattopadhyay, S. ; Chau, N. ; Chen, Z. ; Chirkin, D. ; Choi, S. ; Clark, B. A. ; Coleman, A. ; Coleman, P. ; Collin, G. H. ; Borja, D. A. C. ; Connolly, A. ; Conrad, J. M. ; Corley, R. ; Cowen, D. F. ; De Clercq, C. ; DeLaunay, J. J. ; Delgado, D. ; Delmeulle, T. ; Deng, S. ; Desiati, P. ; de Vries, K. D. ; de Wasseige, G. ; DeYoung, T. ; Díaz-Vélez, J. C. ; DiKerby, S. ; Dittmer, M. ; Domi, A. ; Draper, L. ; Dueser, L. ; Durnford, D. ; Dutta, K. ; DuVernois, M. A. ; Ehrhardt, T. ; Eidenschink, L. ; Eimer, A. ; Eller, P. ; Ellinger, E. ; Elsässer, D. ; Engel, R. ; Erpenbeck, H. ; Esmail, W. ; Eulig, S. ; Evans, J. ; Evenson, P. A. ; Fan, K. L. ; Fang, K. ; Farrag, K. ; Fazely, A. R. ; Fedynitch, A. ; Feigl, N. ; Finley, C. ; Fischer, L. ; Fox, D. ; Franckowiak, A. ; Fukami, S. ; Fürst, P. ; Gallagher, J. ; Ganster, E. ; Garcia, A. ; Garcia, M. ; Garg, G. ; Genton, E. ; Gerhardt, L. ; Ghadimi, A. ; Glaser, C. ; Glüsenkamp, T. ; Gonzalez, J. G. ; Goswami, S. ; Granados, A. ; Grant, D. ; Gray, S. J. ; Gravois, M. ; Griffin, S. ; Griswold, S. ; Groth, K. M. ; Guevel, D. ; Günther, C. ; Gutjahr, P. ; Ha, C. ; Haack, C. ; Hallgren, A. ; Halve, L. ; Halzen, F. ; Hamacher, L. ; Ha Minh, M. ; Handt, M. ; Hanson, K. ; Hardin, J. ; Harnisch, A. A. ; Hatch, P. ; Haungs, A. ; Häußler, J. ; Helbing, K. ; Hellrung, J. ; Henke, B. ; Hennig, L. ; Henningsen, F. ; Heuermann, L. ; Hewett, R. ; Heyer, N. ; Hickford, S. ; Hidvegi, A. ; Hill, C. ; Hill, G. C. ; Hmaid, R. ; Hoffman, K. D. ; Hooper, D. ; Hori, S. ; Hoshina, K. ; Hostert, M. ; Hou, W. ; Huber, T. ; Hultqvist, K. ; Hymon, K. ; Ishihara, A. ; Iwakiri, W. ; Jacquart, M. ; Jain, S. ; Janik, O. ; Jansson, M. ; Jeong, M. ; Jin, M. ; Kamp, N. ; Kang, D. ; Kang, W. ; Kang, X. ; Kappes, A. ; Kardum, L. ; Karg, T. ; Karl, M. ; Karle, A. ; Katil, A. ; Kauer, M. ; Kelley, J. L. ; Khanal, M. ; Khatee Zathul, A. ; Kheirandish, A. ; Kimku, H. ; Kiryluk, J. ; Klein, C. ; Klein, S. R. ; Kobayashi, Y. ; Kochocki, A. ; Koirala, R. ; Kolanoski, H. ; Kontrimas, T. ; Köpke, L. ; Kopper, C. ; Koskinen, D. J. ; Koundal, P. ; Kowalski, M. ; Kozynets, T. ; Krieger, N. ; Krishnamoorthi, J. ; Krishnan, T. ; Kruiswijk, K. ; Krupczak, E. ; Kumar, A. ; Kun, E. ; Kurahashi, N. ; Kurt, E. A. ; Lad, N. ; Gualda, C. L. ; Arnaud, L. L. ; Lamoureux, M. ; Larson, M. J. ; Lauber, F. ; Lazar, J. P. ; Leonard DeHolton, K. ; Leszczyńska, A. ; Liao, J. ; Lin, C. ; Liu, Y. T. ; Liubarska, M. ; Love, C. ; Lu, L. ; Lucarelli, F. ; Luszczak, W. ; Lyu, Y. ; Madsen, J. ; Magnus, E. ; Makino, Y. ; Manao, E. ; Mancina, S. ; Mand, A. ; Mariş, I. C. ; Marka, S. ; Marka, Z. ; Marten, L. ; Martinez-Soler, I. ; Maruyama, R. ; Mauro, J. ; Mayhew, F. ; McNally, F. ; Mead, J. V. ; Meagher, K. ; Mechbal, S. ; Medina, A. ; Meier, M. ; Merckx, Y. ; Merten, L. ; Meures, T. ; Mitchell, J. ; Molchany, L. ; Montaruli, T. ; Moore, R. W. ; Morii, Y. ; Mosbrugger, A. ; Moulai, M. ; Mousadi, D. ; Moyaux, E. ; Mukherjee, T. ; Naab, R. ; Nakos, M. ; Naumann, U. ; Necker, J. ; Neste, L. ; Neumann, M. ; Niederhausen, H. ; Nisa, M. U. ; Noda, K. ; Noell, A. ; Novikov, A. ; Pollmann, A. O. ; O'Dell, V. ; Olivas, A. ; Orsoe, R. ; Osborn, J. ; O'Sullivan, E. ; Palusova, V. ; Pandya, H. ; Parenti, A. ; Park, N. ; Parrish, V. ; Paudel, E. N. ; Paul, L. ; de los Heros, C. P. ; Pernice, T. ; Peterson, J. ; Plum, M. ; Pontén, A. ; Poojyam, V. ; Popovych, Y. ; Rodriguez, M. P. ; Pries, B. ; Procter-Murphy, R. ; Przybylski, G. T. ; Pyras, L. ; Raab, C. ; Rack-Helleis, J. ; Rad, N. ; Ravn, M. ; Rawlins, K. ; Rechav, Z. ; Rehman, A. ; Reistroffer, I. ; Resconi, E. ; Reusch, S. ; Rho, C. D. ; Rhode, W. ; Ricca, L. ; Riedel, B. ; Rifaie, A. ; Roberts, E. J. ; Robertson, S. ; Rongen, M. ; Rosted, A. ; Rott, C. ; Ruhe, T. ; Ruohan, L. ; Ryckbosch, D. ; Saffer, J. ; Salazar-Gallegos, D. ; Sampathkumar, P. ; Sandrock, A. ; Sandstrom, P. ; Sanger-Johnson, G. ; Santander, M. ; Sarkar, S. ; Savelberg, J. ; Scarnera, M. ; Schaile, P. ; Schaufel, M. ; Schieler, H. ; Schindler, S. ; Schlickmann, L. ; Schlüter, B. ; Schlüter, F. ; Schmeisser, N. ; Schmidt, T. ; Schröder, F. G. ; Schumacher, L. ; Schunter, K. ; Schwirn, S. ; Sclafani, S. ; Seckel, D. ; Seen, L. ; Seikh, M. ; Seunarine, S. ; Sevle Myhr, P. A. ; Shah, R. ; Shefali, S. ; Shimizu, N. ; Skrzypek, B. ; Snihur, R. ; Soedingrekso, J. ; Søgaard, A. ; Soldin, D. ; Soldin, P. ; Sommani, G. ; Spannfellner, C. ; Spiczak, G. M. ; Spiering, C. ; Stachurska, J. ; Stamatikos, M. ; Stanev, T. ; Stezelberger, T. ; Stürwald, T. ; Stuttard, T. ; Sulanke, K.-H. ; Sullivan, G. W. ; Taboada, I. ; Ter-Antonyan, S. ; Terliuk, A. ; Thakuri, A. ; Theobald, P. ; Thiesmeyer, M. ; Thompson, W. G. ; Thwaites, J. ; Tilav, S. ; Tollefson, K. ; Toscano, S. ; Tosi, D. ; Trevarrow, P. ; Trettin, A. ; Upadhyay, A. K. ; Upshaw, K. ; Vaidyanathan, A. ; Valtonen-Mattila, N. ; Valverde, J. ; Vandenbroucke, J. ; Van Eeden, T. ; van Eijndhoven, N. ; Van Rootselaar, L. ; van Santen, J. ; Vara, J. ; Varsi, F. ; Venugopal, M. ; Vereecken, M. ; Vergara Carrasco, S. ; Verpoest, S. ; Veske, D. ; Vijai, A. ; Villarreal, J. ; Walck, C. ; Wang, A. ; Warrick, E. H. S. ; Weaver, C. ; Weigel, P. ; Weindl, A. ; Weldert, J. ; Wen, A. Y. ; Wendt, C. ; Werthebach, J. ; Weyrauch, M. ; Whitehorn, N. ; Wiebusch, C. H. ; Williams, D. R. ; Witthaus, L. ; Wolf, M. ; Wrede, G. ; Xu, X. W. ; Yanez, J. P. ; Yao, Y. ; Yildizci, E. ; Yoshida, S. ; Young, R. ; Yu, F. ; Yu, S. ; Yuan, T. ; Zegarelli, A. ; Zhang, S. ; Zhang, Z. ; Zhelnin, P. ; Zilberman, P. ; IceCube Collaboration (Collaboration author)DESY*

2025

This record in other databases:

Report No.: arXiv:2508.03822

Abstract: The IceCube Neutrino Observatory, instrumenting about1 km$^{3}$ of deep, glacial ice at the geographic South Pole, is dueto be enhanced with the IceCube Upgrade. The IceCube Upgrade, to bedeployed during the 2025/26 Antarctic summer season, will consist ofseven new strings of photosensors, densely embedded near the bottomcenter of the existing array. Aside from a world-leading sensitivityto neutrino oscillations, a primary goal is the improvement of thecalibration of the optical properties of the instrumented ice. Thiscalibration will be applied to the entire archive of IceCube data,improving the angular and energy resolution of the detected neutrinoevents. For this purpose, the Upgrade strings include a host of newcalibration devices. Aside from dedicated calibration modules,several thousand LED flashers have been incorporated into thephotosensor modules. We describe the design, production, and testingof these LED flashers before their integration into the sensormodules as well as the use of the LED flashers during lab testing ofassembled sensor modules.

Keyword(s): Analogue electronic circuits ; Detector alignment and calibration methods (lasers, sources, particle-beams) ; Instrumentation and methods for time-of-flight (TOF) spectroscopy

Classification: