Analyzing the Data from X-ray Polarimeters with Stokes Parameters
X射线偏振测量有望提供有关天体物理学黑洞内部吸积流的几何形状以及中子星及其周围物质和电磁性质的独特信息。在本文中，我们讨论了使用斯托克斯参数的可能性-在无线电，红外线和光学偏振测量中常用的工具-从X射线偏振计，如散射偏振计和光电效应偏振计，测量检测到的X射线的线性偏振分析的数据。基于方位散射角（在散射偏振计的情况下）或电子喷射角的方位分量（在光电效应偏振计的情况下），可以计算探测器中记录的每个事件的斯托克斯参数。由于斯托克斯参数的加性，分析简化为将各个事件的斯托克斯参数相加并减去表征背景（如果存在）的斯托克斯参数。这种分析的主要优点在于，斯托克斯参数的误差可以容易地计算并且表现良好-与偏振分数和偏振方向的误差形成鲜明对比。我们通过导出几个有用的公式来证明Stokes分析的能力，例如，用于检测$N_S$信号和$N_{BG}$背景事件的偏振分数和偏振方向的预期误差，在存在不可忽略的信号背景污染的情况下信号和背景区域的最佳观测时间，以及当遵循该规定时可以实现的最小可检测偏振（MDP）。
2015-02-27 astro-ph.IM
Polarization Calibration of a Microwave Polarimeter with Near-Infrared Up-Conversion for Optical Correlation and Detection
本文提出了一种偏振校准方法应用于微波偏振仪演示的基础上的近红外（NIR）频率上转换阶段，允许在1550 nm波长的光学相关和信号检测。该仪器的设计目的是测量天空宇宙微波背景辐射的偏振，同时获得10至20千兆赫频率范围内输入信号的斯托克斯参数。具有可变偏振角的线性偏振输入信号被用作安装在实验室中的偏振计校准装置中的激励。偏振计的系统误差可以用所提出的校准程序来校正，从而实现高水平的偏振效率（低偏振百分比误差）和低偏振角误差。该校准方法是基于由加法或乘法项组成的正弦函数的偏振误差的拟合。拟合的准确性随着项的数量而增加，使得在低频CMB实验中所需的典型误差水平可以仅用拟合函数中的几个项来实现。另一方面，假设已知校准信号具有所需的精度，则可以计算附加项以达到超灵敏B模式偏振CMB实验中所需的误差水平。
2022-10-24 astro-ph.IM
Design and Performance of the X-ray polarimeter X-Calibur
X射线偏振测量有望提供有关高能天体物理源的新的定性信息，如双黑洞系统、微类星体、活动星系核、中子星和伽马射线暴。我们设计，建造和测试的X射线偏振计，X-Calibur，用于在球载InFOCuS掠入射X射线望远镜的焦平面。X-Calibur将低Z散射器与CZT探测器组件相结合，利用偏振光子优先垂直于电场方向散射的事实来测量20- 80 keV X射线的偏振。X-Calibur实现了约80%的高检测效率。X-Calibur探测器组件已完成、测试并完全校准。在康奈尔高能同步辐射源上成功地测量了对偏振X射线束的响应。本文介绍了X-Calibur旋光仪的设计、校准和性能。原则上，类似的星载散射偏振计可以在更宽的2- 100 keV能带上工作。
2014-12-19 astro-ph.IM
Gamma-ray burst localisation strategies for the SPHiNX hard X-ray polarimeter
SPHiNX是一项拟议的伽马射线暴偏振计飞行任务，在50-600千电子伏的能量范围内运行，目的是研究瞬发发射阶段。SPHiNX的偏振灵敏度随着GRB天空位置的不确定性增加而降低。通过Geant 4模拟探索了SPHiNX设计定位GRB位置的独立能力。使用三种不同的程序可以在几度的水平上进行定位。这导致大部分（> 80%）观测到的伽玛暴由于定位的不确定性而具有可忽略的（< 5%）偏振灵敏度降低。
2019-01-25 astro-ph.IM
Multi-Chroic Feed-Horn Coupled TES Polarimeters
多色偏振敏感探测器提供了一种途径，以增加光谱覆盖范围和灵敏度的仪器优化观测的宇宙微波背景（CMB）或亚毫米天空。我们报告的努力，以适应休战协作喇叭耦合测辐射热偏振仪的操作倍频程带宽。开发的重点是在90和150 GHz频段工作的探测器，这些频段提供最高的CMB偏振前景比。我们计划在2013年在ACTPol上部署一个由256个多色90/150 GHz偏振计和1024个TES探测器组成的阵列，并且有人建议将这种技术用于气球载仪器。束流系统的良好控制和灵敏度的结合使这项技术成为未来地面，气球和太空任务的理想选择。
2012-01-20 astro-ph.IM
Optimization of the Design of the Hard X-ray Polarimeter X-Calibur
我们报告的优化硬X射线偏振计X-Calibur的高空气球飞行在焦平面的InFOCμS X射线望远镜从萨姆纳堡（NM）在2013年秋季。X-Calibur将用于康普顿散射光子的低Z闪烁体板与用于光吸收散射光子的高Z碲锌镉（CZT）探测器组件相结合。探测器利用了这样的事实，即偏振光子康普顿散射优先垂直于电场取向。X-Calibur实现了一阶单位的高检测效率，并达到了接近理论上最佳的灵敏度。在本文中，我们讨论了优化设计的仪器的基础上的蒙特卡罗模拟偏振和非偏振X射线光束和最重要的背景成分。我们计算的灵敏度旋光仪即将到来的气球飞行从萨姆纳堡和额外的更长的气球飞行更高的吞吐量的镜子。最后，我们强调，卫星上的康普顿偏振计的任务，可以使用到几个千电子伏的能量。
2012-12-18 astro-ph.IM
WALOP-South: A Four-Camera One-Shot Imaging Polarimeter for PASIPHAE Survey. Paper II -- Polarimetric Modelling and Calibration
广域线性光学偏振计（WALOP）-南部仪器是一种即将推出的宽视场和高精度光学偏振计，将用作进行偏振高精度实验中极区恒星成像（PASIPHAE）方案的测量仪器。设计作为一个单次四通道和四个摄像机的成像偏振计，它将有一个$35\times 35$弧分的视野，并将测量斯托克斯参数$I$，$q$，和$u$在SDSS-r宽带过滤器的一次曝光。该仪器的设计目标是在整个视场内实现0.1%的总体偏振测量精度。在这里，我们提出了完整的偏振建模的仪器，表征仪器偏振的量和来源。为了准确地从测量值中反演源的真实斯托克斯参数，我们开发了一种仪器的校准方法。使用这种校准方法和模拟数据，我们演示了如何校正仪器偏振并获得偏振度$p$ 0. 1%的精度。此外，我们测试和验证的校准方法，在实验室的桌面WALOP样的测试台偏振计上实现它。
2022-08-26 astro-ph.IM
In-orbit Operation and Performance of the CubeSat Soft X-ray Polarimeter PolarLight
PolarLight是一种小型软X射线偏振仪，搭载于CubeSat上，于2018年10月29日发射到低地球轨道。2019年3月，PolarLight开始全面运行，从那时起，对蟹状星云，Sco X-1和背景区域进行了定期观测。在这里，我们报告的操作，校准和性能的偏振光在轨道上。在此基础上，我们讨论了如何运行一个低成本，共享立方体卫星空间天文学，以及立方体卫星如何在现代空间天文学的技术演示，科学观测和学生培训中发挥作用。
2020-09-02 astro-ph.IM
A multi-spectral band stellar photo-polarimeter
我们设计并建造了一台新的天文偏振仪，可以同时测量三个光谱波段的线偏振。它有一个方解石光束位移棱镜作为分析器。利用高速旋转的斩波器，在同一个光电倍增管上准同时探测出射的各个光谱波段的寻常光束和非常光束。旋转的超消色差Pancharatnam半波片用于调制入射到分析器上的光。使用适当的二向色和玻璃滤光片分离光谱带。我们表明，减少50%的偏振计的效率，因为这两个光束的强度交替测量的事实是部分补偿减少的时间要花在观察天空背景。使用光束位移棱镜作为分析仪完全消除了背景天光的偏振，这是月光照耀的夜晚，特别是在微弱恒星的情况下的主要误差来源。通过观测几颗偏振和非偏振恒星进行的野外试验表明，偏振计的性能是令人满意的。
2015-05-16 astro-ph.IM
X-ray Spectro-polarimetry with Photoelectric Polarimeters
我们推导出一个概括的前向拟合X射线光谱，包括线性偏振的X射线源，适合于预期的下一代空间光电偏振计。我们表明，包括偏振灵敏度需要联合拟合到三个观察到的光谱，每个斯托克参数，I（E），U（E），和Q（E）。Stoke I（E）（总强度谱）的方程与没有偏振敏感性的熟悉情况相同，并且对于该熟悉情况，模型预测谱通过源谱F（E '）与熟悉的能量响应函数e（E'）*R（E '，E）的卷积获得，其中e（E'）和R（E '，E）分别是有效面积和能量再分布矩阵。除了能量谱之外，U（E）和Q（E）的两个新关系分别包括源偏振分数和位置角相对于能量a（E '）和psi'_0（E'），并且这些关系的模型预测谱通过与“调制”能量响应函数m（E '）*e（E'）R（E，E '）的卷积来获得，其中m（E '）是量化偏振计对100%偏振辐射的角响应的能量相关调制分数。我们提出的响应参数适合拟议的PRAXyS小型探测器天文台的模拟结果来说明的程序和方法，我们讨论了光电偏振计的一些方面与了解他们的校准和操作。
2017-03-02 astro-ph.IM
Calibration and performance studies of the balloon-borne hard X-ray polarimeter PoGO+
在硬X射线波段对天体源进行偏振观测，可以提供有关发射机制和源几何形状的新信息。PoGO+是一个康普顿散射偏振计（20-150千电子伏），经过优化，用于从2016年夏季欧洲探空火箭发射场空间中心发射的平流层球载平台观测蟹状星云（脉冲星和风星云）和天鹅座X-1（黑洞双星）。在飞行之前，偏振计的响应已经用偏振和非偏振X射线进行了研究，从而可以验证基于Geant 4的仿真模型。螃蟹观测的预期调制因子被发现是$M_{\mathrm{Crab}}=(41.75\pm0.85)\%$，导致预期的最小可检测偏振（MDP）的$7.3\%$为7天的飞行。这将允许测量至少具有$5σ$统计显著性的螃蟹偏振参数，假设偏振分数$\sim20\%$ $-$比2013年飞行的PoGOLite Pathfinder任务有显著改进，PoGO+设计是从PoGOLite Pathfinder任务开发的。
2017-03-22 astro-ph.IM
Gamma-Ray Burst Polarimeter - GAP - aboard the Small Solar Power Sail Demonstrator IKAROS
小型太阳帆演示器“IKAROS”是日本的工程验证航天器，于2010年5月21日在JAXA种子岛航天中心由H-IIA火箭发射。IKAROS有一个巨大的帆，直径20米，这是由薄聚酰亚胺膜。该帆将太阳辐射压力转化为IKAROS的推进力，并加速航天器。IKAROS上的伽马射线暴偏振仪（GAP）是第一台在IKAROS巡航阶段观测伽马射线暴（GRB）的伽玛射线偏振的偏振仪。GAP是一个重量为3.8公斤，尺寸为17厘米的微型探测器，能量范围在50-300 keV之间。GAP探测器也起到了行星际网络（IPN）的作用，以确定伽玛暴的方向。伽玛射线偏振探测的原理是康普顿散射的各向异性。GAP作为伽玛暴偏振计工作，其中心塑料探测器与周围CsI探测器之间采用全重合模式。GAP是天文史上第一台专门用于观测伽玛射线偏振的仪器。在本文中，我们介绍了GAP探测器及其地面和机载校准。
2010-10-26 astro-ph.IM
Half-wave Plates for the Spider Cosmic Microwave Background Polarimeter
蜘蛛号是一个由六个望远镜组成的气球阵列，将观测宇宙微波背景。仪器中的2400个天线耦合测辐射热计将在150 GHz和95 GHz处以~度分辨率绘制CMB的偏振图。偏振调制是通过一个低温蓝宝石半波片（HWP）的主要光学天空。本文讨论了HWP系统的设计、构建和实验室测试。使用物理光学计算和Mueller矩阵对这些光学堆叠的偏振调制进行建模。在实验室和集成在飞行低温恒温器的性能测试表明与模型一致。
2014-02-11 astro-ph.IM
Development of a Thomson X-ray Polarimeter
我们描述了目前的状态的设计和开发的汤姆逊X射线偏振计适合于一个小卫星的任务。目前，我们正在考虑两个检测器的几何形状，一个使用放置在散射元件的四个侧面上的矩形检测器，另一个使用单个圆柱形检测器，散射元件位于中心。矩形探测器配置已被制造和测试。圆柱形探测器目前正在制造中。为了补偿卫星的任何指向偏移，已经开发了具有平顶响应的准直器，其在角度范围内提供恒定的有效面积。我们还研制了一台双晶单色器/偏振器，用于偏振仪的测试和校准。这里介绍了开发活动的初步测试结果。
2010-09-04 astro-ph.IM
On Stokes polarimeters for high precision CMB measurements and mm Astronomy measurements
几个正在进行的和未来的实验使用斯托克斯偏振计（即旋转波片，随后是一个稳定的偏振器和非偏振检测器）来测量宇宙微波背景的小偏振分量。预期信号通常使用Mueller形式主义进行评估。在这项工作中，我们进行了信号评估，考虑到仪器中存在的不同光学器件的温度，它们的非理想性，多次内部反射，以及不同光学组件之间的反射。这种分析，它利用了一个新的描述的辐射传输的半波片，可以用来优化实验装置，以及它的每个光学元件。最后，我们的分析应用的一个例子，研究低温偏振调制器探测星际尘埃偏振。
2010-06-16 astro-ph.IM
Design and tests of the hard X-ray polarimeter X-Calibur
X射线偏振测量有望提供有关高能天体物理源的新的定性信息，如双黑洞系统、微类星体、活动星系核和伽马射线暴。我们设计、建造并测试了一台硬X射线偏振计X-Calibur，用于InFOCuS掠入射硬X射线望远镜的焦平面。X-Calibur将低Z康普顿散射器与CZT探测器组件相结合，利用极化光子康普顿散射优先垂直于电场方向的事实来测量10-80 keV X射线的极化。X-Calibur实现了阶数单位的高检测效率。
2011-09-29 astro-ph.IM
Development of a Hard X-ray focal plane Compton Polarimeter: A compact polarimetric configuration with Scintillators and Si photomultipliers
宇宙源的X射线偏振测量提供了两个独特的参数，即偏振度和偏振角，可以探测致密物体附近的发射机制和几何形状。具体而言，硬X射线偏振测定法更有价值，因为预期源在较高能量下固有地高度偏振。随着NuSTAR硬X射线光学器件的成功实现，现在可以将康普顿偏振计设想为焦平面探测器。这样的配置很可能在具有宽能带的硬X射线中提供灵敏的偏振测量。我们正在研制一种焦平面硬X射线康普顿偏振计，它由一个塑料闪烁体作为主动散射体，周围是一个CsI（Tl）闪烁体圆柱阵列。散射体为5 mm直径和100 mm长的塑料闪烁体（BC 404），通过普通PMT观察。由塑料散射体散射的光子由16个CsI（Tl）倍增器（5 mm x 5 mm x 150 mm）的圆柱形阵列收集，其由Si光电倍增器（SiPM）读取。新一代SiPM的使用确保了仪器的紧凑性，这对于焦平面探测器的设计至关重要。这种偏振配置的预期灵敏度和塑性散射体的完整表征，特别是在较低能量下，已经在Chattopadhyay等人（Exp. Astron.35，391-412，2013; Astrophys. J.Suppl.212，12，2014）。在本文中，我们描述了耦合到SiPM的CsI（Tl）吸收剂。我们还提出了从完全组装配置的康普顿旋光计的实验结果。
2015-10-22 astro-ph.IM
On the operation of X-ray polarimeters with a large field of view
线偏振测量是高能天体物理研究的热点之一。以光电效应为基础的气体探测器为设计灵敏仪器铺平了道路，在过去几年中，提出了以这些气体探测器为基础的飞行任务建议，能量范围从大约2千电子伏到几十千电子伏。此外，一些基于康普顿散射的偏振计也被批准或讨论用于以更高能量发射机载气球或空间卫星。这些仪器通常专用于窄视场望远镜或准直仪的定点观测，但也有针对明亮瞬态源的偏振测量的项目，如软伽马中继器或伽马射线暴的即时发射。鉴于天空中此类事件的不稳定外观，这些偏振计具有大的视场以捕获合理数量的事件，因此，光子可能会离轴撞击探测器。这显著地改变了仪器对偏振的响应，无论是否涉及光吸收或康普顿散射。而不是简单的余弦平方依赖预期的偏振光子入射轴上，响应从来不是纯粹的余弦和系统的调制也出现非偏振辐射。我们调查这些差异的起源，并提出了一个分析处理证明，实际上这种系统的影响是目前的仪器如何运作的自然后果。我们的分析提供了预期的响应光电或康普顿偏振仪的光子撞击与任何倾斜和偏振态。
2013-12-09 astro-ph.IM
The Extreme Polarimeter: Design, Performance, First Results & Upgrades
迄今为止，已经发现了700多颗系外行星。其中只有少数被直接观察到。直接观察是非常具有挑战性的，由于小的分离和非常大的对比度。成像偏振法提供了一种方法来降低非偏振星光和被星周物质散射后变成线偏振的光之间的对比度。这种物质可以是在星周盘中发现的尘埃和碎片，也可以是系外行星的大气或表面。我们提出的设计，校准方法，偏振性能和样品的观测结果的极端偏振仪，成像偏振仪的散射光在可见光波长的星周环境的研究。偏振计使用光束交换技术，其中两个正交偏振状态同时成像，并且偏振调制器在拍摄下一个图像之前交换两个光束的偏振状态。该仪器目前在没有自适应光学辅助的情况下运行。为了减少大气视宁度对偏振测量的影响，以35 fps的帧速率拍摄图像，并且将大量帧组合以获得偏振图像。在位于拉帕尔马的4.2米威廉·赫歇尔望远镜上使用这一仪器进行了四次成功的观测，目标是具有原行星盘的年轻恒星以及被尘埃封套包围的演化恒星。在分数极化方面，仪器灵敏度优于10^-4。中心恒星和拱星源之间的对比度为10^-6量级。我们表明，我们的校准方法产生的绝对偏振误差低于1%。
2012-11-27 astro-ph.IM
A fully autonomous data center for the space-borne hard X-ray Compton polarimeter POLAR developed at PSI
POLAR是一个空间硬X射线康普顿偏振计，由瑞士、中国和波兰的研究所合作建造。偏振的精确检测可以是揭示例如伽马射线暴（GRB）或太阳耀斑（SF）的发射机制的有力工具。POLAR配备了1600个闪烁体棒的阵列，其尺寸可用于精确测量能量范围从50 keV到500 keV的硬X射线的偏振。该仪器于2016年9月15日在中国空间实验室TG-2上发射升空，为期3年。其在太空中运行的遥测数据每天可达50 GB。为了存储和处理如此大量的数据，需要专用硬件和专用软件。此外，持续的数据流入还需要完全自动化和安全的数据处理。为此，在PSI设立了一个专门的数据中心。我们提出了它的设计思想和结构，以及演示的主要功能，数据处理，快速查看实用程序和报警功能。
2019-04-17 astro-ph.IM
A Transmissive X-ray Polarimeter Design For Hard X-ray Focusing Telescopes
X射线定时和偏振（XTP）是未来星载X射线观测站的一个任务概念，目前已选定用于早期研究。提出了一种基于时间投影气室的新型X射线偏振计的设计。偏振计放置在焦平面上方，有一个额外的后窗，允许硬X射线穿透（在6 keV时透射率接近80%）并到达焦平面上的探测器。这样的设计是为了补偿气体探测器的低探测效率，以较低的灵敏度为代价，并且可以最大限度地提高多层硬X射线望远镜的科学回报，而不会有移动焦平面仪器的风险。根据目前的仪器配置，在观测时间为10^5 s的情况下，对于1 mCrab源，最小可探测偏振的灵敏度预计为3%。我们目前的初步测试结果，包括光电子轨迹和调制曲线，使用测试室和极化X射线源在实验室中。
2015-09-15 astro-ph.IM
A Study of Background Conditions for Sphinx--The Satellite-Borne Gamma-Ray Burst Polarimeter
SPHiNX是一种拟议的星载伽马射线暴偏振计，工作能量范围为50-500 keV。该任务旨在通过偏振测量来探索伽马射线暴瞬发的基本机制。优化SPHiNX的信号背景比是设计阶段的一项重要任务。在这项工作中使用的Geant 4蒙特卡罗工具包。从模拟结果来看，南大西洋异常（SAA）外的总背景约为323计数/秒，主要是宇宙X射线背景和伽马射线，分别占总背景的约60%和约35%。来自中子、初级和次级宇宙射线的本底可以忽略不计。当SPHiNX在轨运行一年时，SAA捕获的质子引起的延迟本底约为190计数/秒。由此产生的~513计数/秒的总背景水平允许在两年的任务寿命期间确定~50个伽玛暴的极化，其中最小可检测极化小于30%。
2018-09-18 astro-ph.IM
Design and testing progress towards the first flight of the rocket experiment demonstration of a Soft X-ray Polarimeter (REDSoX)
MIT Kavli Institute（麻省理工学院卡弗里研究所）；NASA Marshall Space Flight Center（美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
本文介绍NASA资助的REDSoX探空火箭任务的设计与测试进展，该任务拟于2028年首飞，将搭载含CAT光栅、LGML反射镜等的偏振计，测量0.2-0.4 keV波段偏振，补充IXPE的观测。
2026-07-31 astro-ph.IM
Neural network analysis of X-ray polarimeter data
本章提出基于深度神经网络的方法，通过从二维光电子径迹图像提取信息并剔除无效事件，提升X射线偏振计观测的灵敏度，在IXPE模拟中使最小可探测偏振改善<0.75倍。
2022-06-21 astro-ph.IM
Performance of the MeV gamma-ray telescopes and polarimeters of the future. $γ\to e^+ e^-$ in silicon-detector active targets
正在开发一些技术，以解决康普顿望远镜和望远镜对之间存在的巨大灵敏度差距，并将偏振测量扩展到MeV伽马射线世界。我的特点的一个活跃的目标的属性，详细说明了各种贡献的角分辨率，使用一个完整的五维事件发生器的贝特-海特勒微分截面。用同样的工具，我还检查了在转换晶片中的多重散射引起的偏振不对称性的稀释。
2019-06-25 astro-ph.IM
Demonstration of 220/280 GHz Multichroic Feedhorn-Coupled TES Polarimeter
我们描述的设计和测量的喇叭耦合，过渡边缘传感器（TES）偏振计与两个通带中心在220 GHz和280 GHz，用于观测的宇宙微波背景。每个像素通过使用平面正交模换能器耦合两个线性偏振中的偏振光，并且经由四个TES测辐射热计感测功率，每个测辐射热计用于每个线性偏振中的每个频带。这种检测器架构的先前设计包括从27 GHz到220 GHz的通带;我们现在在高达315 GHz的频率下演示这种技术。观测通带的定义与片上双工器，傅里叶变换光谱仪的测量是在很好的协议与模拟。我们发现耦合从喇叭天线TES测辐射热计使用低温，温度控制的热源。相对于设计的通带形状，我们确定我们的器件的光学效率为220（280）GHz的$η$ = 77% $\pm$ 6%（75% $\pm$ 5%）。最后，我们比较了宽带毫米波偏振计中常用的两种功率端接方案，并在光效率和通带形状方面找到了相同的性能。
2019-12-26 astro-ph.IM
Calibration System with Cryogenically-Cooled Loads for CMB Polarization Detectors
我们提出了一种新的系统来校准毫米波偏振计的CMB偏振测量。该技术是传统金属镜旋转方法的延伸，然而其采用低温冷却黑体吸收体。该系统的主要优点是，它可以在实验室中产生轻微极化的信号（$\sim100$ mK），这是在一个类似的水平，由地面CMB偏振实验观察$\sim$ 10 K的天空测量。在旋光仪使用前，在实验室中再现观测条件对旋光仪的可靠性能是很重要的。在本文中，我们提出了该系统的设计和原理，并演示了它的使用与相干型偏振计用于实际的CMB偏振实验。该技术也可应用于非相干型偏振计，在下一代CMB偏振实验中具有很好的应用前景。
2011-03-02 astro-ph.IM
A Small Satellite Version of a Broad-band Soft X-ray Polarimeter
本文提出小卫星版宽带软X射线偏振计PiSoX，通过将闪耀光栅色散与横向渐变多层膜匹配，在35–75埃波段实现超过90%的偏振调制因子，用于测量天体X射线源的线偏振分数和方向。
2020-12-04 astro-ph.IM
Concept study of a small Compton polarimeter to fly on a CubeSat
近年来，立方体卫星在天文观测中的应用日趋成熟。在这里，我们报告的概念研究的一个小型康普顿旋光仪飞行在立方体卫星上观察从黑洞X射线双星，天鹅座X-1的软伽马射线的偏振。偏振态提供了非常有用的诊断发射机制和这些伽马射线的起源。在我们的研究中，我们进行了蒙特卡罗模拟，以决定这种小型偏振计的基本设计。本研究采用硅探测器和溴化铈吸收器。估算了不同能量下的轴上康普顿效率，以及在近地轨道飞行时的数据遥测要求。我们的结果表明，这是可行的，以实现高信噪比观测天鹅座X-1这样一个小仪器。在此研究的基础上，我们将着手进行更现实的设计，并寻找立方体卫星空间任务的机会。
2019-11-15 astro-ph.IM
Discrimination of background events in the PolarLight X-ray polarimeter
PolarLight是一种星载X射线偏振计，通过电离室中的电子跟踪来测量X射线偏振。它是一种准直仪器，因此会受到整个探测器平面上背景的影响。大多数背景事件是由高能带电粒子引起的，并且显示出与感兴趣的X射线产生的电离形态不同的电离形态。通过比较在源观测和离源观测，我们发现这两个数据集在图像属性上显示出不同的分布。获得了源和背景分布之间的边界，并可用于背景判别。这种方法可以去除70%以上的PolarLight测量的背景事件。这接近可去除的背景分数的理论上限，并证明其有效性。对于蟹状星云的观测，背景污染在区分后从25%降低到8%，表明偏振光的偏振灵敏度约为0.2蟹状星云。这项工作也为未来的X射线偏振望远镜提供了见解。
2021-05-13 astro-ph.IM
Development of Solar Flare X-ray Polarimeter with Micro-Pixel CMOS Sensors
本研究研制了基于微像素CMOS传感器的太阳耀斑X射线偏振仪，通过同步辐射实验测得其6-22 keV能段调制因子5-15%、10 keV量子效率3-4%，搭配10 cm²有效面积望远镜可探测M级耀斑的弱偏振信号。
2025-09-04 astro-ph.IM
Mechanical aspects of Near-Infrared Imager Spectrometer and Polarimeter
近红外成像光谱仪和偏振仪（NISP）是一台相机，一台中分辨率光谱仪和一台成像偏振仪，正在为印度阿布山物理研究实验室即将推出的2.5米望远镜开发。NISP被设计为使用H2 RG检测器在近红外（0.8-2.5微米）中工作。准直器和摄像机镜头将图像从望远镜的焦平面转移到探测器平面。整个光学器件、机械支撑结构、探测器-SIDECAR组件将使用真空杜瓦瓶内的开放循环液氮罐冷却至低温。玻璃钢支撑结构将用于将低温系统与杜瓦瓶隔离。两层热屏蔽将用于减少辐射热传递。分子筛（吸气剂）将被用来提高杜瓦瓶内的真空度。磁簧开关组合用于滤波轮的绝对定位。在这里，我们详细描述了机械方面。
2020-12-16 astro-ph.IM
VUV test of a new polarimeter for spectropolarimetric measurements on board space missions
高分辨率分光偏振测量是一种有用的天文技术，特别是在研究恒星磁场方面。它在过去被广泛使用，但主要是在可见光范围内。目前正在研究配备在紫外线下工作的高分辨率分光偏振仪的空间飞行任务。我们提出了一个偏振计的概念，与时间调制，并允许在整个UV +可见光范围内执行斯托克斯IQUV测量。本文的目的是描述旋光仪的概念，两个原型和工作台开发执行地面测试，以建立这种新的旋光仪的性能。
2019-07-26 astro-ph.IM physics.optics
Performance of the PRAXyS X-ray Polarimeter
利用偏振和非偏振X射线源对相对论天体物理X射线源偏振仪（PRAXyS）小型探测器的时间投影室（TPC）偏振仪的性能进行了评价。PRAXyS飞行任务将能够通过2-10千电子伏能量带的X射线偏振测量对宇宙进行探索。我们在布鲁克海文国家实验室、国家同步加速器光源（BNL-NSLS）和NASA的戈达德太空飞行中心对偏振计进行了性能测试。用线性偏振的单色X射线在2.5和8.0 keV之间的11种不同能量下对偏振仪进行了测试。在最大灵敏度下，在2.7，4.5和8.0 keV处测得的调制因子分别为27%，43%和59%，并且在所有能量下测得的偏振角与预期值一致。使用宽带非偏振X射线源进行的测量将PRAXyS偏振计中的错误偏振限制在1%以下。
2016-10-21 astro-ph.HE astro-ph.IM
Feedhorn-coupled TES polarimeter camera modules at 150 GHz for CMB polarization measurements with SPTpol
SPTpol相机是一个在90和150 GHz的二向色偏振接收器。SPTpol于2012年1月部署在南极望远镜（SPT）上，正在寻找宇宙微波背景（CMB）中的微弱偏振信号。该相机由180个90 GHz的过渡边缘传感器（TES）偏振计和7个150 GHz的84偏振计相机模块（共588个偏振计）组成。我们介绍了150 GHz相机模块的设计、暗特性和实验室光学特性。该模块由耦合到波纹喇叭天线的硅板阵列的TES偏振计的衍射阵列组成，这两者都是在NIST博尔德制造的。除了安装硬件和RF屏蔽外，每个模块还包含一组用于数字频域多路复用的无源读出电子器件。因此，单个模块作为微型焦平面功能齐全，可以独立测试。在部署前测试的模块中，探测器的平均临界温度为478 mK，法向电阻R_N为1.2 Ohm，无负载饱和功率为22.5 pW，（仅探测器）光学效率为~ 90%，并且在过渡中具有< 1 ms的延迟时间常数。
2012-10-17 astro-ph.IM
Preflight performance studies of the PoGOLite hard X-ray polarimeter
天体物理源的偏振测量研究可以为解决发射区的几何形状和确定光子发射机制做出重要贡献。PoGOLite是一个球载偏振计，工作在硬X射线波段（25-240千电子伏），其探路者任务侧重于蟹状星云观测。在偏振计内，康普顿散射角的分布用于确定入射光子的偏振分数和角度。为了确保在气球飞行期间对偏振进行无偏测量，在发射之前对仪器的性能进行评估至关重要。本文介绍了2013年气球飞行前进行的PoGOLite校准测试和模拟的结果。所进行的测试证实偏振计不具有任何固有的不对称性，因此不会在测量中引入偏差。一般情况下，良好的协议之间的结果，从测试数据和模拟，使旋光仪的性能进行估计螃蟹的意见。
2015-05-29 astro-ph.IM physics.ins-det
HARPO: 1.7 - 74 MeV gamma-ray beam validation of a high angular resolutio n, high linear polarisation dilution, gas time projection chamber telescope and polarimeter
在SciNeGHE会议上介绍了HARPO项目过去的成就、目前的活动和未来的前景，以及时间投影室作为e+e对产生机制中的高性能伽马射线望远镜和线性偏振计的发展。
2017-02-27 astro-ph.IM physics.ins-det
Readout system with on-board demodulation for CMB polarization experiments using coherent polarimeter arrays
B模是宇宙微波背景（CMB）极化的一种特殊模式。对它们的探测是原始引力波的确凿证据。CMB偏振实验的一般策略是采用大量的偏振计来改善统计。Q/U成像实验T-II（QUIET-II）已被提议使用世界上最大的相干偏振仪阵列（2,000个通道）来检测B模式。使用QUIET的偏振计的独特检测技术是一种调制/解调方案，使我们能够直接提取偏振信号。提取的信号没有非极化分量和固有的1/f噪声。我们为QUIET-Ⅱ实验研制了一套具有星上解调功能的数据读出系统。我们采用了“主”时钟策略。该策略保证了偏振计调制和ADC模块解调之间的相位匹配。单个主机生成所有载波时钟并将其分配给每个模块。所开发的电子器件、时钟模块和ADC模块满足要求。通过与实际系统相似的设置进行测试，证明该系统工作正常。所有系统组件的性能均经验证适用于B模式测量。
2012-02-10 astro-ph.IM physics.ins-det
SST polarization model and polarimeter calibration
建立了瑞典1-m太阳望远镜的望远镜偏振模型，并将该模型的参数与入射窗前1米线偏振器的偏振测量值进行了拟合。在这个模型中，1米镜头的特点是五参数MUller矩阵，其对应于具有跨越孔径的延迟和快轴取向的任意变化的延迟器。通过测量非偏振输入光的望远镜偏振并与偏振模型的预测进行比较，验证了所得到的模型。对于所有归一化偏振分量（Q/I、U/I和V/I），预测的准确度在约0.4%以内。所使用的偏振计是基于两个双折射液晶和一个线性偏振器，并将用于成像偏振和分光偏振。最关键的校准是测量调制矩阵。这是通过在偏振计之前的光路中插入一个线性偏振器和一个旋转四分之一波片，并测量调制强度来完成的。四分之一波片的校准通过仅用偏振计测量线性偏振器来优化，然后通过两个未知参数（延迟和角度偏移）的迭代来最小化偏振度的误差加上用于调制矩阵的反演的残余误差。我们发现，在CCD响应的小的非线性是在校准偏振计的主要障碍。第一个完整的斯托克斯成像偏振观测在SST显示。对比望远镜补偿前后的图像，验证了望远镜偏振模型的正确性。
2010-10-20 astro-ph.IM astro-ph.SR
A high-sensitivity polarimeter using a ferro-electric liquid crystal modulator
我们描述了高精度旋光仪（HIPPI），一个旋光仪建于澳大利亚新南威尔士大学和使用的英澳望远镜（AAT）。HIPPI是一种使用铁电液晶调制器的孔径偏振计。HIPPI测量星光的线偏振，对低偏振物体的分数偏振的灵敏度为~4 x 10 $^{-6}$，对高偏振恒星的精度优于0.01%。探测器具有高动态范围，可以观测天空中最亮的恒星以及更暗的物体。在g'波段，AAT的望远镜偏振度为48 $\pm$ 5 × 10 $^{-6}$.
2015-03-08 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
A high precision polarimeter for small telescopes
我们描述了Mini-HIPPI（Miniature HighPrecision Polarimetric Instrument），一个重量仅为650克的恒星偏振仪，但能够测量线性偏振到$\sim10^{-5}$。Mini-HIPPI基于铁电液晶（FLC）调制器的使用。它可以很容易地安装在一个小型望远镜上，并允许研究明亮恒星的偏振，其精度迄今为止基本上未被探索过。我们目前获得的结果与迷你HIPPI的35厘米望远镜。偏振标准星的测量值与预测值符合得很好。一些明亮恒星的测量结果与其他高灵敏度偏振计的测量结果一致。对角宿一双星系统的观测显示出围绕轨道周期的偏振变化。
2016-11-05 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
B-Machine Polarimeter: A Telescope to Measure the Polarization of the Cosmic Microwave Background
B机器望远镜是几年来开发、建造、表征和观测的结晶。该望远镜是一个偏离标准偏振斩波相关接收器的半波片技术。典型的偏振计使用相关接收器来斩波偏振信号，以克服HEMT放大器中固有的$1/f$噪声。B-Machine使用室温半波片技术在偏振态之间斩波并测量CMB的偏振特征。该望远镜的解调$1/f$膝关节为5 mHz，平均灵敏度为1.6 $\mathrm{mK}\sqrt{\mathrm{s}}$。本文件探讨了B机的构造、表征、天文源观测和数据集分析。初步的功率谱和天空图与大的天空覆盖的第一年的数据集。
2013-11-08 astro-ph.CO astro-ph.IM
Ly-alpha polarimeter design for CLASP rocket experiment
一个名为Chromospheric Lyman-Alpha Spectro-Polarimeter（CLASP）的探测火箭计划将于2014年夏季发射。CLASP将观测Ly-alpha（121.567 nm）的太阳色球层，旨在首次探测散射过程和汉勒效应产生的线性偏振信号。CLASP的偏振计由旋转半波片、分束器和偏振分析器组成。氟化镁（MgF 2）用于这些光学部件，因为MgF 2在紫外波长下表现出双折射性质和高透明度。
2014-07-17 astro-ph.IM astro-ph.SR physics.optics
A Decade of Linear and Circular Polarimetry with the POLISH2 Polarimeter
自2011年以来，POLISH 2光学偏振计一直在Lick天文台3米Shane望远镜上运行，并于2016年在Gemini North 8米望远镜上投入使用。该仪器主要针对系外行星，小行星和蟹状星云脉冲星，但它也被用于各种行星，银河系和超新星科学。POLISH 2的光弹性调制器取代了旋转波片或铁电液晶调制器，提供了前所未有的能力，实现了1 ppm（0.0001%）级的灵敏度和精度，这是传统偏振计难以实现的。此外，POLISH 2同时测量强度（斯托克斯I），线偏振（斯托克斯Q和U）和圆偏振（斯托克斯V），这些都充分描述了入射光的偏振状态。我们记录我们的实验室和天空校准方法，我们的档案上的天空数据库，我们证明了确凿的检测某些对象的圆偏振。
2022-11-17 astro-ph.IM astro-ph.SR
Developments of Multi-wavelength Spectro-Polarimeter on the Domeless Solar Telescope at Hida Observatory
为了同时获得多波长窗口的全斯托克斯光谱，我们在飞田天文台的圆顶太阳望远镜上研制了一种新的分光偏振计。新的偏振计包括一个安装在地平仪上的60厘米口径真空望远镜、一个图像旋转器、一个高色散摄谱仪、一个偏振调制器和一个分析器，分析器由一个连续旋转的波片和一个偏振分束器组成，波片在500 - 1100 nm范围内的延迟几乎恒定在127 $^{circ}$左右，偏振分束器位于望远镜焦点的后面。快速和大格式CMOS相机和红外相机。狭缝摄谱仪使我们能够在与相机数量一样多的波长窗口中获得光谱。我们对整个系统的仪器偏振特性进行了表征，并建立了偏振校准程序。斯托克斯Q、U和V之间的串扰被评估为约0.06% $sim$ 1.2%，这取决于固有偏振的程度。在典型的观测装置中，对于500 nm - 1100 nm，在20 - 60秒内可以实现0.03%的灵敏度。新的偏振计有望为诊断太阳大气中的三维磁场和其他矢量物理量提供一个强有力的工具。
2018-03-06 astro-ph.IM astro-ph.SR
Development and science perspectives of the POLAR-2 instrument: a large scale GRB polarimeter
尽管几十年的多波长和多信使光谱观测，伽马射线暴（GRB）仍然是现代天体物理学的一大谜团。偏振测量对于获得这些极其强大的瞬态事件中工作的发射过程的更清晰和完整的图像至关重要。在这方面，第一代专用伽马射线偏振仪POLAR和GAP在过去十年中被发射到空间。经过6个月的运行，POLAR任务探测到55个伽玛暴，其中14个已被详细分析，报告了低偏振度和偏振角的时间演变的暗示。从2024年初开始，基于POLAR结果的遗产，POLAR-2仪器的目标是提供一个高质量的伽马射线暴偏振的能量和时间演化测量目录，这要归功于其大型高效的偏振仪。多个光谱仪模块还可以进行联合光谱和偏振分析。该任务预计每年将在中国空间站（CSS）上对约50个伽玛暴进行高精度偏振测量。将详细讨论旋光仪模块的技术设计，以及基于开发的原型模块的第一批结果的预期科学性能。
2021-09-07 astro-ph.HE astro-ph.IM
Optimising a balloon-borne polarimeter in the hard X-ray domain: from the PoGOLite Pathfinder to PoGO+
PoGOLite是一种球载硬X射线偏振仪，专门用于研究点源。使用塑料闪烁体单元的阵列记录康普顿散射事件，以确定能量范围为20 - 240 keV的入射X射线的偏振。2013年，从瑞典欧洲探空火箭发射场发射后，完成了为期14天的近绕极气球飞行，测量了蟹状星云发射的线性偏振。在“开拓者”号这次飞行经验的基础上，正在对偏振计进行改进，以提高2016年第二次飞行的性能。基于Geant 4蒙特卡罗模拟的这种优化考虑了源特性、仪器响应和由大气中子主导的背景环境。本文介绍了旋光仪的优化，并详细介绍了相关的性能提高。由此产生的设计，PoGO+，预计将提高螃蟹的最小可检测偏振（MDP）从19.8%到11.1%，为期5天的飞行。假设与2013年飞行期间测量的蟹状星云偏振分数相同，MDP的这种改进将允许5σ约束结果。它还允许研究星云发射（蟹状星云关闭脉冲）和天鹅座X-1（如果处于硬态）。
2016-06-14 astro-ph.HE astro-ph.IM
POLAR: A Space-borne X-Ray Polarimeter for Transient Sources
POLAR是一种新型的紧凑型康普顿X射线偏振计，设计用于测量伽马射线暴（GRB）和其他强瞬态源（如软伽玛中继器和太阳耀斑）在50-500 keV能量范围内的瞬发发射的线偏振。对天体物理源偏振的详细测量将有助于更好地理解源的几何形状和发射机制。由于其大的调制因子、有效面积和视场，预计POLAR每年都能观测到几个最小可探测偏振度小于10%的伽玛暴。POLAR由1600个低Z塑料闪烁体条组成，分为25个独立的模块单元，每个单元由一个平板多阳极光电倍增管读出。本文介绍了POLAR的设计，并给出了用同步辐射对POLAR的工程和鉴定模型（EQM）的一个模块单元进行的试验结果。在建造和测试完完整的EQM之后，我们将在2011年开始建造飞行模型，预计2013年发射。
2010-12-16 astro-ph.HE astro-ph.IM
A Soft X-ray Beam-splitting Multilayer Optic for the NASA GEMS Bragg Reflection Polarimeter
研制了一种软X射线分束多层膜光学器件，用于NASA重力和极磁小型探测器任务（GEMS）的布拉格反射偏振计（BRP）。光学器件设计为通过90度角将0.5 keV X射线反射到BRP检测器，并将2-10 keV X射线传输到主偏振计。透射要求防止使用厚的基底，因此使用2微米厚的聚酰亚胺膜。原子力显微镜显示，膜具有高的空间频率粗糙度小于0.2 nm rms，允许足够的X射线反射率。特别开发了多层薄膜，并通过磁控溅射沉积，其反射率和透射率特性满足BRP要求并且具有接近零的应力。BRP原型元件的反射率和透射率测量结果在严格的环境测试之前和之后都与理论预测非常吻合。
2013-03-26 astro-ph.IM physics.ins-det
Angular Resolution of a Photoelectric Polarimeter in the Focus of an Optical System
INFN和INAF意大利研究所开发了一个基于X射线望远镜的星载X射线偏振测量实验，将辐射聚焦在气体像素探测器上。该仪器从GPD中可见的光电子发射方向获得吸收光子的偏振角。在这里，我们将展示如何计算这样的仪器的角分辨率。
2009-11-26 astro-ph.HE astro-ph.IM
Zero-polarization candidate regions for calibration of wide-field optical polarimeters
本文旨在解决宽视场光学偏振计校准耗时的问题，通过在低消光、高银纬区域寻找包含多颗偏振可忽略恒星的天空区域，最终在12个候选区域中确认至少9个可用于零点校准。
2025-07-15 astro-ph.GA astro-ph.IM astro-ph.SR
Simulation of a Xe-based X-ray Polarimeter at 10-30 keV
X射线偏振探测是天体物理观测中一个不可忽视的课题。对于能量在10~keV以下的X射线，已经有许多偏振探测方法，而对于能量在10-30~keV的X射线，偏振探测方法还很少被讨论。本文对一种能实现10-30 keV X射线偏振探测的X射线气体像素探测器进行了模拟研究。为了验证光电子的发射角分布，研究了Geant 4中的不同电磁模型。在对发射角进行采样时考虑缺失因子进行必要的修正后，可以实现良好的一致性。此外，还讨论了20 keV偏振光的探测能力，其调制因子可达43%.
2022-01-28 astro-ph.IM physics.ins-det
Probing the structure and evolution of active galactic nuclei with the ultraviolet polarimeter POLLUX aboard LUVOIR
活动星系核（AGN）附近的紫外（UV）偏振光谱知之甚少。威斯康星紫外光偏振计实验和哈勃太空望远镜上的一些仪器能够探测附近活动星系核的近紫外和中紫外偏振，但远紫外波段（从1200 angs到莱曼极限912 angs）仍然完全未知。此外，先前观测的线宽分辨率最多为1.89 angs。这样的分辨率不足以详细探测量子力学效应、同步加速器和回旋加速器过程、电子和尘埃颗粒的散射以及不对称尘埃颗粒的二向色消光。探索这些物理过程将需要一种新的、高分辨率的、宽带偏振计，其紫外线波段覆盖范围将全部覆盖。在这种情况下，我们讨论活动星系核的科学情况下，POLLUX，高分辨率紫外分光偏振仪，提出了15米的主镜选项LUVOIR（多波长空间天文台的概念正在开发的戈达德太空飞行中心，并提出了2020年十年调查概念研究）。
2018-09-26 astro-ph.GA astro-ph.IM
An algorithm to calibrate and correct the response to unpolarized radiation of the X-ray polarimeter on board IXPE
气体像素探测器是一种用于机载IXPE和其他任务的X射线偏振计。为了正确测量源偏振，IXPE的GPD对非偏振辐射的响应必须被校准和校正。在本文中，我们描述了这样的响应与实验室源测量和算法，以适用于这种校正的观测天体源。后者允许校正对单光子偏振的响应，因此在所有后续分析中具有很大的灵活性。我们的校正方法进行了测试，对单色和非单色实验室源和模拟，发现它正确地检索计划IXPE观测的统计限制的偏振。
2021-11-29 astro-ph.HE astro-ph.IM
