A Novel Tool for the Absolute End-to-End Calibration of Fluorescence Telescopes – The XY-Scanner

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Date
2024
Author
Schäfer C.M.; Abdul Halim A.; Abreu P.; Aglietta M.; Allekotte I.; Almeida Cheminant K.; Almela A.; Aloisio R.; Alvarez-Muñiz J.; Ammerman Yebra J.; Anastasi G.A.; Anchordoqui L.; Andrada B.; Andringa S.; Aramo C.; Araújo Ferreira P.R.; Arnone E.; Arteaga Velázquez J.C.; Asorey H.; Assis P.; Avila G.; Avocone E.; Badescu A.M.; Bakalova A.; Balaceanu A.; Barbato F.; Bartz Mocellin A.; Bellido J.A.; Berat C.; Bertaina M.E.; Bhatta G.; Bianciotto M.; Biermann P.L.; Binet V.; Bismark K.; Bister T.; Biteau J.; Blazek J.; Bleve C.; Blümer J.; Boháčová M.; Boncioli D.; Bonifazi C.; Bonneau Arbeletche L.; Borodai N.; Brack J.; Brichetto Orchera P.G.; Briechle F.L.; Bueno A.; Buitink S.; Buscemi M.; Büsken M.; Bwembya A.; Caballero-Mora K.S.; Cabana-Freire S.; Caccianiga L.; Caracas I.; Caruso R.; Castellina A.; Catalani F.; Cataldi G.; Cazon L.; Cerda M.; Cermenati A.; Chinellato J.A.; Chudoba J.; Chytka L.; Clay R.W.; Cobos Cerutti A.C.; Colalillo R.; Coleman A.; Coluccia M.R.; Conceição R.; 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Zavrtanik M.
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Abstract
The Pierre Auger Observatory uses 27 large-aperture wide-angle Schmidt telescopes to measure the longitudinal profile of air showers using the air-fluorescence technique. Up to the year 2013, the absolute calibration of the telescopes was performed by mounting a uniform large-diameter light source on each of the telescopes and illuminating the entire aperture with a known photon flux. Due to the high amount of work and person-power required, this procedure was only carried out roughly once every three years, and a relative calibration was performed every night to track short-term changes. Since 2013, only the relative calibration has been performed. In this paper, we present a novel tool for the absolute end-to-end calibration of the fluorescence detectors, the XY-Scanner. The XY-Scanner uses a portable integrating sphere as a light source, which has been absolutely calibrated. This light source is installed onto a motorized rail system and moved across the aperture of each telescope. We mimic the illumination of the entire aperture by flashing the light source at ∼1700 positions evenly distributed across the telescope aperture. For the absolute calibration of the light source, we built a dedicated setup that uses a NIST-calibrated photodiode to measure the average photon flux and a PMT to track the pulse-to-pulse stability. We present the laboratory setups used to study the characteristics of the employed light sources and discuss the inter-calibration between selected telescopes. © Copyright owned by the author(s) under the terms of the Creative Commons.
URI
http://hdl.handle.net/11407/8837
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