Impact of the absorber coupling design for Transition Edge Sensor X-ray Calorimeters

Application of deep learning to the evaluation of goodness in the waveform processing of transition-edge sensor calorimeters

Optimal filtering is the crucial technique for the data analysis of transition-edge-sensor (TES) calorimeters to achieve their state-of-the-art energy resolutions. Filtering out the `bad' data from the dataset is important because it otherwise leads to the degradation of energy resolutions, while it is not a trivial task. We propose a neural network-based technique for the automatic goodness tagging of TES pulses, which is fast and automatic and does not require bad data for training.

超低温量热计的优化设计

Optimized Designs for Very Low Temperature Massive Calorimeters

当前一代大质量低温量热计（利用TES和NTD传感器技术）的基线能量分辨率性能比理论预测差$>2$个数量级。几个量热探测器的详细研究表明，传感器和信号带宽之间的不匹配是抑制灵敏度的主要原因。有了这样的理解，我们提出了一种检测器的设计，其中薄膜Au垫直接沉积到一个巨大的吸收，然后热连接到一个单独制造的TES芯片通过Au引线键合，提供大的电子-声子耦合（即高信号带宽），易于制造，和宇宙背景抑制。有趣的是，这种设计策略与使用吸湿晶体（NaI）作为吸收剂完全兼容。一个80毫米直径的硅光探测器基于这些设计原则，在暗物质和中微子双β衰变的潜在用途，有一个估计的基线能量分辨率为0.35 eV，20 $\times$比目前可实现的。1.75 kg ZnMoO $_{4}$大质量量热计将具有3.5 eV的基线分辨率，1000 $\times$比目前用NTD实现的更好，其中估计的位置依赖性$\frac{ΔE}{E}$为6 $\times$ 10 $^{-4}$。通过迫使传感器带宽比信号带宽小得多，使得这种最小的位置依赖性成为可能。此外，固有的事件定时分辨率估计为$\sim$ 170 $μ$ s的3 MeV反冲的声子探测器，满足大型$Q_{ββ}$下一代无中微子双β衰变实验的事件率要求。静态偏置功率这两种设计被发现是显着大于寄生功率负载实现的SPICA/SAFARI红外测辐射热计。

Thermal crosstalk of X-ray transition-edge sensor micro-calorimeters under frequency domain multiplexing readout

We have measured and characterized the thermal crosstalk in two different arrays of transition-edge sensor (TES) X-ray micro-calorimeters with frequency-domain multiplexing (FDM) readout. The TES arrays are fabricated at SRON and are a 8$\times$8 and a 32$\times$32 "kilo-pixel" uniform array. The amount of crosstalk is evaluated as the ratio between the averaged crosstalk signal and the X-ray pulse amplitudes. The crosstalk ratios (CR) for our detectors are compliant with the requirements for future X-ray space missions, such as Athena X-IFU (CR$< 10^{-3}$ for first-neighbour pixels): we measu…

制造专为14.4-keV太阳轴子搜索而独特设计的、具有铁吸收体的64像素TES微热量计阵列

Fabrication of a 64-Pixel TES Microcalorimeter Array with Iron Absorbers Uniquely Designed for 14.4-keV Solar Axion Search

本研究针对14.4-keV太阳轴子探测，设计制造了带铁吸收体的64像素TES微热量计阵列，并通过分离式镀金热连接带降低磁化影响、提升热导率。

阻栅吸收多模传感器的角度和偏振响应

Angular and Polarization Response of Multimode Sensors with Resistive-Grid Absorbers

具有接近理想偏振灵敏度的高灵敏度接收系统是毫米和亚毫米射电天文发展的迫切需要。多模测辐射热计提供了一种独特的解决方案，以实现这种灵敏度，否则将需要数百个单模传感器。采用这种多模传感器进行偏振测量的主要问题是偏振系统的控制。在本文中，我们研究的角度和偏振相关的吸收模式的薄电阻网格或膜，它的吸收模式用于多模测辐射热计。结果表明，表面电阻率为η/2的独立式薄阻性吸收体（η为自由空间阻抗）可获得E面和H面响应相等的波束方向图，从而实现零交叉极化。对于连续栅格吸收体，当一对栅格彼此正交放置并且都具有η/2的电阻率时，满足该条件。当采用反射式背短路终端以提高吸收效率时，如果传感器的接收角被限制为<60 °，则交叉极化水平可以被抑制在-30dB以下。小的交叉极化系统具有偶宇称模式，并且不污染奇宇称极化模式的测量，而最近的许多宇宙微波背景仪器都是为此而设计的。潜在的对称性，抑制这些跨极系统进行了详细讨论。本文中提供的估计和形式主义提供了关键的工具，在设计考虑使用多模偏振计的仪器。

波导耦合热隔离辐射源

A waveguide-coupled thermally-isolated radiometric source

介绍了一种用于波导耦合毫米波和亚毫米波低温传感器的双极化源的设计和验证。热源是一个波导安装吸收圆锥形介质锥。该吸收器是热隔离与运动悬架，允许引导是热沉到最低浴温度的低温系统。这种方法使得来自金属波导壁的热发射相对于来自源的热发射是次主导的。低导热性Kevlar螺纹用于运动安装，有效地将吸收器与传感器冷级分离。因此，吸收器可以被加热到比传感器高得多的温度，而传导负载可以忽略不计。运动悬架提供了高机械重复性和热循环的可靠性。一个33-50 GHz的黑体源在整个波导波段上显示出0.999的发射率，其中与单位的主要偏差来自波导欧姆损耗。当吸收体温度为15 K时，源的热时间常数为40 s。在3.5 K和15 K之间，损耗介质MF-117的比热可以很好地近似为$C_v(T)=0.12\,T\,^{2.06}$ mJ g $^{-1}$ K $^{-1}$。