CMB Data Analysis in the example of the POLARBEAR experiment and the LiteBIRD experiment
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
本论文以POLARBEAR和LiteBIRD实验为例，介绍CMB数据分析，包括利用POLARBEAR数据测量亚度尺度B模式，以及针对LiteBIRD实验开发解析模型和硬件缓解策略以处理探测器串扰系统效应。
2026-10-14 astro-ph.CO astro-ph.IM
Measurements of tropospheric ice clouds with a ground-based CMB polarization experiment, POLARBEAR
大气的极化一直是以宇宙微波背景（CMB）极化为目标的地基实验的一个长期关注的问题。对流层上层云中的冰晶散射来自地面的热辐射，并产生水平偏振信号。我们报告的云信号的详细分析，使用基于地面的CMB实验，北极熊，位于智利的阿塔卡马沙漠，在150 GHz的观测。我们观察到水平极化的时间增加的低频波动（“极化突发，”以下）的$\lesssim$ 0.1 K时，云出现在监控望远镜和天空的网络摄像头。极化爆发和云之间没有相关性的假设被拒绝与$>$ 24 $σ$统计显著性使用三年的数据。我们考虑了许多其他的可能性，包括仪器和环境的影响，并没有发现其他原因比云可以更好地解释数据。我们还讨论了云偏振对未来地基CMB偏振实验的影响。
2018-09-18 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.ao-ph
POLARBEAR-2: an instrument for CMB polarization measurements
POLARBEAR-2（PB-2）是一个宇宙微波背景（CMB）极化实验，将位于智利海拔5200米的阿塔卡马高地。它的科学目标是测量起源于原始引力波和弱透镜的CMB偏振信号。PB-2被设计用来测量张量与标量之比r，精确度σ（r）< 0.01，以及中微子质量之和σ（μ mν）< 90 meV。为了实现这些目标，PB-2将采用7588个95 GHz和150 GHz的过渡边缘传感器测辐射热计，这些测辐射热计将在250 mK的基础温度下工作。科学观测将于2017年开始。
2016-08-10 astro-ph.CO astro-ph.IM
The POLARBEAR Experiment
我们提出的设计和表征的北极熊实验。POLARBEAR将测量宇宙微波背景（CMB）的偏振，角度范围从实验的3.5弧分光束大小到几度。该实验利用了一个独特的1,274天线耦合的焦平面，偏振敏感TES辐射热计冷却到250毫开尔文。利用该焦平面并严格控制系统误差，POLARBEAR具有灵敏度，可以探测到预期的由引力透镜引起的小尺度B模信号，也可以从暴胀引力波中寻找大尺度B模信号。北极熊于2010年在加利福尼亚州的Inyo山脉组装了一个工程运行，并于2011年底部署到智利的阿塔卡马沙漠。该仪器的概述，以及在智利的观测表征结果。
2012-10-29 astro-ph.IM
A large-diameter cryogenic rotation stage for half-wave plate polarization modulation on the POLARBEAR-2 experiment
本文介绍了一种低温旋转台（CRS）的设计，它与低温半波片（CHWP）偏振调制器一起用于西蒙斯阵列的第二、第三批POLARBEAR-2b和POLARBEAR-2c（PB 2b/c）宇宙微波背景（CMB）实验。使用CHWP对CMB偏振信号的快速调制抑制了由于大气湍流而引起的1/f污染，并且允许单个偏振计测量两种偏振状态，从而减轻了当差分正交检测器时出现的系统效应。为了调制整个探测器阵列，同时避免由于热发射而导致的过量光子负载，CHWP必须具有> 450 mm的净孔径直径，并冷却至< 100 K。我们设计了一个454 mm净孔径，< 65 K的CRS使用超导磁轴承由同步磁电机驱动。我们提出的CRS的规格，其接口的PB 2b/c接收器低温恒温器，其性能在一个独立的测试，并计划未来的工作。
2018-05-26 astro-ph.CO astro-ph.IM
Improved upper limit on degree-scale CMB B-mode polarization power from the 670 square-degree POLARBEAR survey
我们报告了一个改进的测量度尺度宇宙微波背景$B$模式角功率谱超过670平方度的天空面积在150 GHz的POLARBEAR。在原始数据分析中，连续旋转半波片（偏振调制器）的角度测量误差导致了大量数据丢失。通过引入角度校正算法，数据量增加了1.8倍。我们使用更大的数据集报告了一项新的分析。我们发现观测到的$B$模谱与带有银河系尘埃前景的$Λ$ CDM模型一致。我们估计污染的前景互相关我们的数据和普朗克143，217，和353 GHz的测量，其频谱建模为幂律角尺度和修改黑体的频率。在对前景参数进行边缘化之后，我们在95%置信水平下对张量与标量比$r$ < 0.33设置上限。
2022-06-15 astro-ph.CO astro-ph.IM
Development of readout electronics for POLARBEAR-2 Cosmic Microwave Background experiment
具有大复用因子的过渡边缘传感器（TES）测辐射热计的读出是下一代宇宙微波背景（CMB）实验Polarbear-2的关键，该实验具有7，588个TES测辐射热计。为了实现大阵列，我们一直在开发一个读出系统，在频域中的复用因子为40。将该架构扩展到40个测辐射热计需要将SQUID电子器件的带宽增加到4 MHz以上。本文重点介绍低温读出，并显示它如何影响串扰和TES测辐射热计的响应度。诸如用于LC滤波器的电容器的等效串联电阻（ESR）的串联电阻导致测辐射热计的非线性响应。布线电感调制测辐射热计两端的电压并引起串扰。为了减小CMB观测中的系统误差，必须对它们进行很好的控制。我们一直在开发具有低串联阻抗的低温读出器，并在高频（> 3 MHz）过渡期间对测辐射热计进行了调谐。
2015-12-23 astro-ph.IM physics.ins-det
Characterization of a half-wave plate for cosmic microwave background circular polarization measurement with POLARBEAR
本文通过实验室透射测量和马尔可夫链蒙特卡罗方法拟合，表征了POLARBEAR实验中半波片的特性，计算出频带平均的圆偏振到线偏振最大泄漏系数为0.133 ± 0.009，证实了其对CMB圆偏振的灵敏度。
2023-06-28 astro-ph.CO astro-ph.IM
A cryogenic continuously rotating half-wave plate for the POLARBEAR-2b cosmic microwave background receiver
本文介绍了一种低温连续旋转半波片（CHWP）的设计和实验室评价，该CHWP用于西蒙斯阵列的第二批POLARBEAR-2b（PB-2b）宇宙微波背景（CMB）接收机。PB-2b将在智利阿塔卡马沙漠海拔5,200米处，以90和150 GHz为中心的两个频段进行观测。为了抑制大气1/f噪声并减轻差分正交探测器时产生的系统效应，PB-2b使用以2 Hz旋转的CHWP调制线性天空偏振。CHWP的通光孔径为440 mm，在PB-2 b接收器低温恒温器中冷却至$\approx$ 50 K。它由一个低摩擦超导磁轴承（SMB）和一个低扭矩同步电磁电机组成，它们共同耗散< 2 W。在冷却过程中，一个夹持和释放机制使转子居中至< 0.5 mm，在连续旋转过程中，一个增量式光学编码器测量转子角度，噪声水平为0.1 $\mathrm{μrad / \sqrt{Hz}}$。我们讨论的PB-2B CHWP，其各个子系统的设计，其在实验室中的评估结果的实验要求。目前，CHWP已部署到智利，预计将于2020年或2021年首次在PB-2b上亮相。
2020-09-11 astro-ph.IM
Design and characterization of a ground-based absolute polarization calibrator for use with polarization sensitive CMB experiments
我们提出了一种用于偏振敏感宇宙微波背景（CMB）实验的精确度优于0.1度的地面绝对偏振角校准器的设计和表征。校准器的精度要求是由减少宇宙偏振旋转上限的需要驱动的，在一大类宇宙学模型中，宇宙偏振旋转上限预计为零。诸如宇宙双折射和原始磁场之类的宇宙偏振效应可以生成伪B模式，其导致非零CMB TB和EB相关性，这些相关性随着检测器取向的未对准而退化。用于绝对偏振角校准的普通偏振天体物理源的特性不优于0.5度。通过自校准方法可以实现更高的精度，但是这些方法会受到天体物理前景污染的影响，并且固有地假设不存在像宇宙偏振旋转这样的影响。这两种校准方法的不足之处突出了对具有良好特性的偏振源的需要。我们提出的校准器利用一个76 GHz的耿氏振荡器耦合到一个倍频器，角锥喇叭天线，和共同旋转的线栅偏振器。我们使用一个精确的气泡水平仪与位于外壳内的四个精密级铝平面相结合，以校准源的线性偏振平面相对于局部重力矢量优于0.1度的目标。2017年，该校准器被部署用于位于智利阿塔卡马沙漠的POLARBEAR CMB实验的工程测试运行，并将于2018年升级用于POLARBEAR-2b接收器的校准。在下面的工作中，我们提出了一个详细的概述校准器的设计，系统控制，表征，部署，和未来的CMB实验绝对偏振校准计划。
2018-09-06 astro-ph.IM
Development and characterization of the readout system for POLARBEAR-2
POLARBEAR-2是精确测量宇宙微波背景（宇宙微波背景（CMB））偏振的下一代接收器。计划于2015年初部署，它将与现有的POLARBEAR-1接收器一起在智利阿塔卡马沙漠Cerro Toco的西蒙斯阵列的一个新望远镜上进行观测。为了提高灵敏度，它将采用更大面积的焦平面，共有7，588个偏振敏感天线耦合过渡边缘传感器（TES）测辐射热计，设计灵敏度为4.1 uKrt（s）。焦平面将被冷却到250毫开尔文，测辐射热计将通过40倍频域多路复用读出，单个SQUID放大器上有36个光学测辐射热计，以及2个暗测辐射热计和2个校准电阻。为了将多路复用因子从POLARBEAR-1的8倍增加到POLARBEAR-2的40倍，需要用于SQUID读出的额外带宽和明确定义的频率信道间隔。扩展到这些更高的频率需要新的组件和LC滤波器的设计，定义信道间隔。LC滤波器是具有与每个测辐射热计串联的电感器和电容器的冷谐振电路，并且布线中的杂散电感和来自电容器的等效串联电阻可以影响测辐射热计操作。我们目前的结果，从这些新的读出组件的特性。读出系统的集成首先在小规模上进行，以确保读出系统不会影响测辐射热计的灵敏度或稳定性，并在扩展到完整的接收器之前验证整个系统。我们目前的读出集成的状态，以及整个阵列的组件的初步结果和状态。
2014-11-07 astro-ph.IM
Making maps of Cosmic Microwave Background polarization for B-mode studies: the POLARBEAR example
宇宙微波背景（CMB）数据集的分析通常需要对原始时序数据进行一些滤波。滤波通常用于最小化低频噪声、大气影响和/或扫描同步信号对结果地图的影响。在这项工作中，我们明确地构建了一个通用的滤波算子，它可以明确地删除数据中的任何一组不需要的模式，然后修改的地图制作过程，以纳入和纠正它。我们表明，这样的方法是数学上等价于一个问题的解决方案，其中天空信号和不需要的模式估计同时和后者被边缘化。我们调查的条件下，这种修改后的地图制作程序可以呈现一个无偏估计的天空信号在现实情况下。然后，我们研究了时域滤波对图域中噪声相关结构的影响，以及它可能对流行的伪谱估计器的性能产生的影响。我们的结论是，虽然建议的估计器产生的地图可以说提供了最忠实的天空可能给出的数据表示，他们可能不会直接导致最好的约束的基础天空信号的功率谱和特殊的照顾可能需要采取，以确保这是这种情况。相比之下，不明确地校正时域滤波，而是将其留给数据分析中的后续步骤的简化的地图生成器可以同样良好地执行，并且更容易和更快地实现。我们专注于针对CMB信号的B模式分量的偏振敏感测量，并根据实际CMB偏振实验POLARBEAR的特性将所提出的方法应用于现实模拟。
2016-12-27 astro-ph.CO astro-ph.IM
Commercialization of micro-fabrication of antenna-coupled Transition Edge Sensor bolometer detectors for studies of the Cosmic Microwave Background
我们报道了用于宇宙微波背景（CMB）偏振测量实验的商用多色天线耦合跃迁边缘传感器（TES）测辐射热计阵列的研制。CMB偏振测量实验已经分阶段部署了仪器。第二阶段实验部署了O（1，000）探测器，并报告成功探测到CMB中的B模式（发散自由）偏振模式。第三阶段的实验最近已开始使用O（10，000）探测器进行观测，其频率覆盖范围更广。第四阶段实验的概念，CMB-S4，正在出现，使一个明确的测量CMB偏振从地面与O（400，000）探测器。CMB-S4的探测器数量的数量级增加需要一种新的探测器制造方法来增加制造产量并降低成本。我们报告的合作努力与两个商业微制造厂制造天线耦合TES测辐射热计探测器。探测器的设计是基于POLARBEAR-2实验中的正弦天线耦合二向色探测器。TES测辐射热计显示出预期的I-V响应，并且RF性能与模拟一致。我们将讨论的动机，设计考虑，制造过程，测试结果，以及如何工业探测器制造可能是一个路径，以制造数百个探测器晶片未来CMB偏振实验。
2018-01-22 astro-ph.IM
A Measurement of the Cosmic Microwave Background B-Mode Polarization Power Spectrum at Sub-Degree Scales with POLARBEAR
本文报道了利用智利的POLARBEAR实验对宇宙微波背景（CMB）中B模偏振功率谱的测量结果。微弱的B模式偏振信号携带着关于宇宙引力结构形成的整个历史的信息，以及可能在非常早期的宇宙中发生的宇宙暴胀。我们的测量覆盖了角多极范围500 < l < 2100，并且是基于在150 GHz下具有3.5弧分分辨率的25平方度的有效天空区域的观测。在这些角度尺度上，宇宙中的介入结构对CMB的引力透镜被认为是B模偏振的主要来源。包括系统和统计的不确定性，没有B模式偏振功率从引力透镜的假设被拒绝在97.1%的置信度。带功率与标准宇宙学模型一致。将单个透镜振幅参数A_BB拟合到测量的频带功率，A_BB = 1.12 +/- 0.61（stat）+0.04/-0.12（sys）+/- 0.07（multi），其中A_BB = 1是基准WMAP-9 LCDM值。在该表达式中，“stat”指的是统计不确定性，“sys”指的是与来自仪器和天体物理前景的可能偏差相关联的系统不确定性，而“multi”指的是对测量振幅A_BB具有倍增效应的校准不确定性。
2018-07-16 astro-ph.CO astro-ph.IM
Performance of a continuously rotating half-wave plate on the POLARBEAR telescope
在宇宙微波背景（CMB）偏振测量中，连续旋转半波片（CRHWP）是一种提高大角度灵敏度的有效工具。利用CRHWP，单个检测器可以测量三个斯托克斯参数，即$I$、$Q$和$U$，从而避免由正交检测器对的特性中的失配引入的一组系统误差。我们专注于实现CRHWP在大口径望远镜（即主镜是大于当前的最大半波片直径的$\sim$ 0.5 m），其中CRHWP可以放置在主镜和焦平面之间。在这种配置中，需要解决光学器件的偏振强度（$I{\rightarrow}P$）泄漏，其成为1/f噪声的来源，并且还引起由CMB温度波动引起的差分增益系统。在本文中，我们提出的性能CRHWP安装在北极熊实验中，它采用了格里高利望远镜与2.5米的主要照明模式。CRHWP被放置在主镜和次镜之间的主焦点附近。我们发现，$I{\rightarrow}P$泄漏大于我们的主镜的物理特性的预期，导致在100 mHz的1/f膝盖。过量泄漏可能是由于检测器系统中的缺陷，即检测器响应度和时间常数的非线性。然而，我们证明，通过减去与强度信号相关的泄漏，1/f噪声拐点频率降低到32 mHz（对于我们的扫描策略，$\ell \sim$ 39），这对于探测原始B模式信号非常有希望。我们还讨论了在未来项目中进一步减少噪声的方法，其中仪器组件的精确温度控制和泄漏减少将发挥关键作用。
2017-05-27 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.ins-det
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
Designs for next generation CMB survey strategies from Chile
正在建造新的望远镜，以前所未有的灵敏度测量宇宙微波背景（CMB），包括西蒙斯天文台（SO），CCAT-prime，BICEP阵列，SPT-3G和CMB Stage-4。我们提出了位于智利的望远镜的观测策略，这些望远镜是由用于开发最近的阿塔卡马宇宙望远镜（ACT）和北极熊调查的工具所告知的。与ACT和Polarbear一样，这些策略由以恒定仰角扫描方位角的扫描组成。我们探讨了小（0.42米）口径望远镜（SAT）和大（6米）口径望远镜（LAT）的观测策略。我们研究的策略集中在小的天空区域，以寻找暴胀引力波，以及战略跨越大约一半的低前景天空，以限制相对论性物种的有效数量和测量中微子质量的总和，通过引力透镜信号，由于大尺度结构。我们提出这些策略，特别考虑到望远镜的硬件和科学目标的SO，位于南纬23度，西经67.8度。靠近太阳和月球的观测可以通过望远镜旁瓣向仪器施加额外的功率来引入额外的系统学。数据中的显著旁瓣污染甚至可以发生在来自亮源的数十度或更高的温度下。因此，我们提出了几种策略，实现太阳和月亮避免限制到望远镜调度。解决同时可见的领域之间的冲突的策略进行了讨论。我们专注于最大限度地利用望远镜进行科学观测。还需要安排校准测量，但这超出了本工作的范围。这项研究的结果是算法，可以生成特定的时间表命令的西蒙斯天文台仪器。
2018-08-15 astro-ph.CO astro-ph.IM
Precision Tests of Parity Violation Over Cosmological Distances
最近通过BICEP 2和POLARBEAR实验对宇宙微波背景$B$模式偏振功率谱的测量已经展示了用于探测基础物理的新的精确工具。不管起源如何，我们能够检测到亚$μ$ K CMB偏振的事实代表了巨大的技术突破。然而，更多的信息可能隐藏在CMB的极化模式中。由于它的张量性质，CMB偏振也可以通过检测宇宙偏振旋转来揭示宇称违反物理学。虽然目前的CMB偏振仪是足够灵敏的测量一个度级偏振旋转与$>5σ$统计意义，他们缺乏区分这种效果从一个系统的仪器偏振旋转的能力。在这里，我们激励从目前的CMB数据以及独立的射电星系和类星体的偏振测量宇宙偏振旋转的搜索。我们认为，校准精度的提高将允许精确测量的奇偶性和洛伦兹违反效果。我们描述了CalSat天基偏振校准器，该校准器将为$0.05^\circ$提供系统偏振角校准不确定性的严格控制--比当前CMB偏振校准器有一个数量级的改进。基于CalSat-based校准可以与当前的CMB偏振仪一起使用，以搜索$B$模式偏振，有效地将它们变成宇宙宇称违反的探测器，即不需要建立专用仪器。
2014-12-31 astro-ph.CO astro-ph.IM
Calibration of CMB Telescopes with PROTOCALC
针对CMB望远镜缺乏自然偏振校准源的问题，本文介绍了专为90 GHz频段设计的纯偏振校准源PROTOCALC，其偏振方向精度优于0.1度，并于2022年5月首次飞行成功。
2024-07-18 astro-ph.IM
Multi-chroic dual-polarization bolometric detectors for studies of the Cosmic Microwave Background
我们正在开发用于CMB偏振测量的多色天线耦合TES探测器。多色探测器提高了每个焦平面区域的测绘速度，并在不增加重量或低温成本的情况下提供了更大的偏振星系前景分辨力。在每个像素中，一个硅透镜耦合的双极化正弦天线收集两个倍频程频带上的光。该天线将宽带毫米波信号耦合到微带传输线中，片上滤波器组将宽带信号分成几个频带。单独的TES测辐射热计检测每个频带和线性偏振中的功率。我们将描述这些设备的设计和性能，并提出与原型像素的光学数据。我们的测量结果表明，百分之水平的椭圆率，百分之水平的交叉偏振泄漏，和分区带使用银行的2，3，和7过滤器的光束。本文还介绍了用于高介电常数透镜的宽带增透膜的研制。宽带减反射涂层具有大约100%的带宽，并且在低温下没有可检测的损耗。最后，我们将描述一个升级的POLARBEAR CMB实验和LITEBird CMB卫星实验的安装，这两个都有这些探测器的千像素的焦平面，以实现前所未有的映射速度。
2012-10-31 astro-ph.IM
Self-Calibration of CMB Polarization Experiments
精确测量宇宙微波背景（CMB）辐射的偏振，特别是试图探测奇宇称“B模”的实验，对宇宙学有着深远的影响。为了检测在膨胀过程中产生的B模式，这些实验的通量响应和偏振角必须被校准到非常精确。虽然合适的通量校准源很多，但偏振角校准器在许多方面都存在不足。人造极化源通常不位于天线的远场，具有与CMB完全不同的光谱特性，实施起来很麻烦，并且在这些搜索需要检测暴胀时期的微弱签名的（长）持续时间内可能固有地不稳定。天体物理源受到时间、频率和空间变化的影响，并非所有CMB观测站都能看到，而且没有一个观测站能以足够的精度校准未来的CMB偏振计，以探测$10^{15}$ GeV的暴胀能量尺度。CMB $TB$和$EB$模在标准宇宙学模型中同样消失，可以用来校准CMB偏振计。通过强制观测到的$EB$和$TB$功率谱与零一致，CMB偏振仪可以被校准到人造或天体物理源不可能达到的水平。所有这一切都可以完成，而没有任何损失的观察时间使用校准源，这是光谱相同的CMB B模式。这里概述的校准程序可用于任何CMB偏振计。
2012-11-25 astro-ph.CO astro-ph.IM
The POLARBEAR-2 and Simons Array Focal Plane Fabrication Status
介绍了偏振熊-2A（PB 2-A）焦平面的制作现状。PB 2-A是西蒙阵列（SA）中三台望远镜中的第一台，西蒙阵列是位于智利北部POLARBEAR（PB）站点的三台宇宙微波背景（CMB）偏振敏感望远镜的阵列。作为PB实验的后继者，每个望远镜和接收器组合被命名为PB 2-A，PB 2-B和PB 2-C。PB 2-A和PB 2-B将具有工作在90和150 GHz的几乎相同的接收器，而PB 2-C将容纳工作在220和270 GHz的接收器。每个接收器包含一个焦平面组成的七个紧密的六角形包装的小透镜耦合正弦天线过渡边缘传感器测辐射热计阵列。每个阵列包含271个双色光学像素，每个像素具有四个TES测辐射热计，每个接收器总共有7588个探测器。我们已经为PB 2-A产生了一组两种类型的候选阵列。第一种我们称之为版本11（V11），并使用氧化硅（SiOx）作为传输线和正交极化的交叉过程。第二种我们称之为版本13（V13），使用氮化硅（SiNx）作为传输线，并使用交叉工艺进行正交极化。我们已经生产了足够的每种类型的阵列，以充分填充PB 2-A接收器的焦平面。V11和V13阵列的平均引线键合成品率分别为93.2%和95.6%。V11阵列的超导转变温度（Tc）为452 +/- 15 mK，法向电阻（Rn）为1.25 +/- 0.20欧姆，90和150 GHz频段的饱和功率分别为5.2 +/- 1.0 …
2022-10-08 astro-ph.CO 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
Requirements for future CMB satellite missions: photometric and band-pass response calibration
当前和未来的宇宙微波背景辐射实验的目标是极化$B$模式信号。该信号的小幅度使得成功的测量对当前技术具有挑战性。因此，进行非常精确的研究以减轻和控制可能的系统性影响对于实现成功的观测至关重要。另一个挑战是来自偏振银河前景信号的存在，它污染了CMB信号。当它们被组合时，前景信号在几乎每个相关频率处支配偏振CMB信号。未来的实验，如LiteBIRD星载飞行任务，旨在高精度地测量CMB $B$模式信号，以测量$10^{-3}$级别的张量标量比$r$。我们提出了一种方法来研究的光度校准要求，以尽量减少泄漏的偏振银河系前景信号到CMB偏振图的多频CMB实验。我们将此方法应用于LiteBIRD的情况下，我们发现在$\sim10^{-4}-2.5\times10^{-3}$范围内的光度校准的精度要求取决于频带。在假设检测器不相关的情况下，我们发现每个检测器的要求在$\sim0.18\times10^{-2}-2.0\times10^{-2}$范围内。最后，我们将校准要求与带通分辨率相关联，以定义几个代表性带通响应的约束条件：$Δν\sim0.2-2$ GHz。
2020-09-18 astro-ph.CO astro-ph.IM
The POLARBEAR-2 and the Simons Array Experiment
我们提出了一个概述的设计和状态的\Pb -2和西蒙斯阵列实验。\Pb-2是一个宇宙微波背景偏振测量实验，旨在表征弱引力透镜产生的角分角标度B模信号，并寻找暴胀引力波产生的度角标度B模信号。接收机焦面直径365 mm，冷却温度270毫开尔文。焦平面填充有同时对95 GHz和150 GHz频带敏感的7，588个二向色小透镜-天线耦合偏振敏感过渡边缘传感器（TES）测辐射热像素。TES测辐射热计由具有40通道频域复用的SQUID读出。折射光学元件由高纯度氧化铝制成，以实现高光学吞吐量。接收机设计为在每个频带中实现5.8~ $μ$ K $_{CMB}\sqrt{s}$的噪声等效温度。\Pb-2将于2016年部署在智利的阿塔卡马沙漠。Simons阵列是一个通过部署三个\Pb -2型接收器来进一步提高灵敏度的项目。Simons阵列将覆盖95~GHz、150~GHz和220~GHz频段，用于前台控制。西蒙斯阵列将能够将张量标量比和中微子质量之和限制为$σ(r) = 6\times 10^{-3}$，$r = 0.1$和$\sum m_ν(σ=1)$为40 meV。
2015-12-22 astro-ph.CO astro-ph.IM
Polarization Calibration of the BICEP3 CMB polarimeter at the South Pole
BICEP 3 CMB偏振仪是一个位于南极的小孔径折射望远镜，专门用于搜索宇宙微波背景（CMB）中可能存在的暴胀引力波信号。该实验通过对耦合到过渡边缘传感器（TES）探测器的正交极化天线的信号进行差分来测量天空中的极化。我们根据2018年1月采集的校准数据，对几乎所有BICEP 3 $\sim800$功能偏振敏感探测器对的绝对偏振响应角和偏振效率进行了精确测量。使用旋转偏振源（RPS），我们映射的偏振响应，每个探测器在一个完整的360度的源旋转和多个望远镜bodies旋转，每对偏振特性进行了估计。在未来的工作中，这些结果将被用来约束奇异物理模型，如宇宙生物学预测的信号。
2020-12-10 astro-ph.IM
Optical modeling and polarization calibration for CMB measurements with ACTPol and Advanced ACTPol
阿塔卡马宇宙学望远镜偏振计（ACTPol）是阿塔卡马宇宙学望远镜的偏振敏感升级。ACTPol位于海拔5190米处，测量宇宙微波背景（CMB）温度和偏振，具有角分尺度的角分辨率。探测器角度的校准是制作CMB偏振图的关键步骤。探测器校准中的偏振角偏移会导致从E到B模式的偏振泄漏，并在EB和TB互相关中引起伪信号，这消除了我们测量EB和TB信号的潜在宇宙学源（如宇宙双折射）的能力。我们提出了我们的光学建模和测量与校准检测器的角度在ACTPol。
2016-08-02 astro-ph.CO astro-ph.IM
Calibration of CMB Polarisation Using Cross-Experiment Correlations
Laboratory for Theoretical Particle Physics and Cosmology, King’s College London（伦敦国王学院理论粒子物理与宇宙学实验室）；Joseph Henry Laboratories of Physics, Princeton University（普林斯顿大学约瑟夫·亨利物理实验室）
提出一种数据驱动的交叉相关方法校准CMB实验间的相对极化角，无需假设各向同性宇宙双折射或原初EB相关性消失，保留对宇称破缺物理的敏感性。
2026-06-11 astro-ph.CO astro-ph.IM
Simulating Calibration and Beam Systematics for a Future CMB Space Mission with the TOAST Package
在这项工作中，我们解决的仪器系统误差，可能会影响即将到来的和未来的宇宙微波背景实验，旨在观察其偏振发射。特别是，我们专注于系统引起的光束和校准，这被认为是泄漏的主要来源，从总强度测量偏振。我们模拟合成的数据集与时间有序天体物理学可扩展的工具，一个公开的模拟和数据分析包。我们还提出了一种缓解技术，旨在减少泄漏的模板拟合的方法。这种技术已显示出有前途的结果，减少2个数量级的泄漏功率谱水平时，应用到一个现实的模拟数据集的LiteBIRD卫星任务。
2021-06-10 astro-ph.CO astro-ph.IM
Crab nebula at 260 GHz with the NIKA2 polarimeter. Implications for the polarization angle calibration of future CMB experiments
对包含在宇宙微波背景（CMB）偏振B模信号中的原初引力波的探索，促使人们发展新一代高灵敏度实验（如CMB-S4，LiteBIRD），使他们能够探测到它的印记。尽管如此，这只有通过确保对仪器系统效应的高度控制和偏振角的精确绝对校准才有可能。蟹状星云被认为是宇宙微波背景辐射实验中的偏振校准器，已经被普朗克卫星使用，它在微波波长下表现出高偏振信号。在这项工作中，我们提出了螃蟹偏振观测获得的中心频率为260 GHz的NIKA 2仪器，并讨论了这样的测量所需的精度，以提高对CMB实验的绝对角度校准的约束。
2021-11-03 astro-ph.CO astro-ph.IM
Foreground-Induced Biases in CMB Polarimeter Self-Calibration
精确的偏振测量的宇宙微波背景（CMB）需要准确的知识，仪器相对于天空框架的取向，用于定义宇宙学斯托克斯参数。可用于测量偏振计方位角的合适的天体校准源有限，因此当前的实验通常是“自校准”。“自校准方法利用了理论上的事实，即CMB的$EB$和$TB$交叉谱在标准宇宙学模型中消失，因此任何检测到的$EB$和$TB$信号都必须是由于系统误差造成的。然而，这个假设忽略了这样一个事实，即在天空的一个给定的部分极化银河前景可能有非零的$EB$和$TB$交叉光谱。如果这些前景信号保留在观测中，那么它们将使自校准望远镜偏振角偏置，并产生虚假的$B$模式信号。在本文中，我们估计前景引起的偏差为各种仪器配置，然后扩展自校准形式主义，以占极化前景信号。假设尘埃的$EB$相关信号在普朗克在353 GHz（按比例缩小到150 GHz）的角功率谱测量所限制的范围内，那么对于高角分辨率实验，偏差是可以忽略不计的，这些实验可以使用CMB主导的高$\ell$模式进行自校准。低分辨率实验观测特别多尘的天空斑块可能有$0.5^\circ$那么大的偏差。在计划实验的目标范围内，这种幅度的误校准产生与近似$r\sim2\times10^{-3}$的张量-标量比对应的伪$BB$信号。
2016-02-08 astro-ph.CO astro-ph.IM
The Simons Observatory: A fully remote controlled calibration system with a sparse wire grid for cosmic microwave background telescopes
本文开发了一种带有稀疏线栅的全遥控校准系统，通过电动执行器、电机及监测传感器实现探测器偏振角的定期校准，预期系统误差为0.08度，将应用于Simons Observatory的小孔径望远镜。
2023-09-05 astro-ph.IM
High-accuracy polarimetry for CMB: new frontiers with the POLOCALC project
University of Milan Bicocca（米兰比可卡大学）
针对宇宙微波背景（CMB）偏振观测中绝对偏振角校准精度不足的问题，POLOCALC项目开发机载校准源，目标实现0.01°的绝对偏振角校准精度，以支持原初B模探测和宇宙双折射检验。
2026-06-19 astro-ph.CO astro-ph.IM
Pointing calibration of GroundBIRD telescope using Moon observation data
本文提出利用月球观测数据对GroundBIRD望远镜进行指向校准，通过修正轴倾斜、编码器和准直偏移并评估月球亮温非均匀性，最终实现3.3角分的指向精度，优于其36角分的角分辨率一个数量级。
2024-01-18 astro-ph.IM
Absolute calibration of the polarisation angle for future CMB B-mode experiments from current and future measurements of the Crab nebula
目前，国际上正致力于观测宇宙微波背景（CMB）偏振的所谓原始B模式。如果被测量，这个由原始引力波背景所留下的微弱信号将成为暴胀时代的证据，并量化其能量规模，为基础物理学提供了一个严格的测试，远远超出了加速器的范围。在新一代CMB实验旨在达到的前所未有的灵敏度水平下，每一个不受控制的仪器系统效应都可能导致分析偏差，其偏差大于备受追捧的CMB B模式信号。偏振角的绝对校准在这个意义上特别重要，因为任何相关的误差都将最终导致从大得多的E模式泄漏到B模式。蟹状星云（Tau A）拥有明亮的微波同步辐射，是天空中少数几个可以用作绝对偏振校准器的天体之一。在这篇文章中，我们回顾了WMAP，IRAM XPOL，Planck和NIKA数据在CMB观测的典型角度尺度下，从23到353 GHz对其偏振角的最佳电流约束。我们将表明，这些偏振角测量是兼容的一个恒定的角度，我们将提出一个研究这个平均角度的不确定性，使不同的考虑如何结合个人的测量误差。对于每种情况，将探讨对CMB B模式频谱的潜在影响。
2019-11-08 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
A cross-calibration approach for polarisation-sensitive detectors in CMB experiments: application to LiteBIRD's polarisation angle calibration
University of Milano Bicocca（米兰比可卡大学）；Dipartimento di Fisica, Università La Sapienza（罗马第一大学物理系）；INFN Sezione di Roma（罗马国家核物理研究所）；Université Grenoble Alpes, CNRS, LPSC-IN2P3（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；Laboratoire de Physique de l’École Normale Supérieure, ENS, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université de Paris（巴黎高等师范学院物理实验室）；Dipartimento di Fisica, Università di Roma Tor Vergata（罗马第二大学物理系）；IRAP, Université de Toulouse, CNRS, CNES, UPS（图卢兹大学天体物理与粒子物理研究所）；Instituto de Fisica de Cantabria (IFCA, CSIC-UC)（坎塔布里亚物理研究所）；Dipartimento di Fisica e Astronomia “G. Galilei”, Università degli Studi di Padova（帕多瓦大学伽利略物理与天文系）；INFN Sezione di Padova（帕多瓦国家核物理研究所）
提出一种交叉校准算法，通过迭代比较单探测器图与波段平均图，校准CMB实验同频段探测器的相对偏振角，在LiteBIRD模拟中达到角分精度，且对张标比r的偏差远低于系统预算。
2026-10-20 astro-ph.CO astro-ph.IM
A CubeSat for Calibrating Ground-Based and Sub-Orbital Millimeter-Wave Polarimeters (CalSat)
我们描述了一种低成本，开放式，基于立方体卫星的校准仪器，旨在支持地面和亚轨道实验搜索各种极化信号的宇宙微波背景（CMB）。所有现代CMB偏振实验都需要一个强大的校准程序，该程序将允许在数据分析期间减轻仪器诱导信号的影响。一个明亮的，紧凑的，线性偏振的天体物理源的偏振特性已知足够的精度不存在。因此，我们设计了一个基于空间的毫米波校准仪器，称为CalSat，作为一个开放的访问校准器，本文介绍了我们的设计研究的结果。CalSat上的校准源由五个“音调”组成，分别为47.1、80.0、140、249和309 GHz。我们选择的五个音调与（i）大气透射光谱中的观测窗口，（ii）CMB社区常用的偏振计光谱波段，以及（iii）联邦通信委员会使用的频率分配表中的业余卫星服务波段很好地匹配。CalSat将被放置在极轨道上，使北半球的观测站（如夏威夷的莫纳克亚山和格陵兰的萨米特站）和南半球的观测站（如智利的阿塔卡马沙漠和南极）都能看到它。从世界各地发射的气球载仪器也可以观测CalSat。这种全球可见性使CalSat成为所有地面和亚轨道观测站都能观测到的唯一来源，从而提供了一个通用标准，允许对使用明显不同的测量方法进行的实验进行比较。
2015-09-04 astro-ph.IM
Polarization angle accuracy for future CMB experiments. The COSMOCal project and its prototype in the 1mm band
COSMOCal项目通过建造人造定标源提升CMB实验偏振角绝对定标精度，并研制1毫米波段原型，经精确校准后观测蟹状星云以实现B模探测所需的高精度定标。
2023-11-14 astro-ph.CO astro-ph.IM
PROTOCALC, A W-band polarized calibrator for CMB Telescopes: application to Simons Observatory and CLASS
针对CMB实验缺乏合适毫米波偏振校准源的问题，开发了机载校准源PROTOCALC，经实验室测试、模拟建模及野外部署，成功将源滚转角精度约束至$0.045^\circ$。
2025-05-30 astro-ph.CO astro-ph.IM
Modeling atmospheric emission for CMB ground-based observations
大气是地面宇宙微波背景（CMB）实验的重要噪声源之一。通过增加探测器上的光负载，它放大了它们的有效噪声，而它的波动在探测到的信号之间引入了空间和时间相关性。我们提出了一个物理动机的三维模型的大气总强度发射在毫米和亚毫米波长。我们推导出一个新的分析估计探测器时序数据之间的相关性作为一个功能的仪器和调查设计，以及几个大气参数，如风，相对湿度，温度和湍流特性。使用一个原始的数值计算，我们研究的影响，每个物理参数的相关性在一个给定的实验的时间序列。然后，我们使用参数似然方法来验证建模和估计大气参数的北极熊-I项目的第一季数据集。我们推导出一个新的上限1.0%的线性偏振大气辐射的分数。我们还将我们的结果与以前的研究和气象站测量结果进行了比较。该模型可用于未来的地基CMB观测的现实模拟。
2015-11-12 astro-ph.CO astro-ph.IM
Calibration Method and Uncertainty for the Primordial Inflation Explorer (PIXIE)
原始暴胀探测器（PIXIE）是一个探测器级任务概念，用于测量来自宇宙微波背景的线性偏振和来自完美黑体的光谱失真的宇宙学信号。目标测量灵敏度比竞争天体物理前景低2- 4个数量级，对仪器校准提出了严格的要求。机载黑体校准器提供具有已知信号的偏振傅里叶变换光谱仪，以使得能够将采样的干涉条纹图案从遥测单位转换为物理单位。我们描述了校准PIXIE所需的仪器和操作，推导出强度，偏振和频率尺度的预期不确定性，并显示校准不确定性在导出的宇宙学信号中的影响。飞行中的校准预计在$10^6$中由CMB主导的频率下精确到几个部分，在$10^4$中由弥漫尘埃前景主导的较高频率下精确到几个部分。
2021-03-04 astro-ph.IM
An upgraded frequency-selectable laser source (FLS) calibrator for CMB bandpass characterization
Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速实验室）；University of Chicago（芝加哥大学）
针对CMB实验中傅里叶变换光谱仪（FTSes）受系统误差限制的问题，研究人员开发并升级了频率可选激光源（FLS）校准器，完成其表征并制定了野外微波仪器测试计划，以改进CMB通带测量。
2026-08-04 astro-ph.IM
Calibration Measurements of the BICEP3 and BICEP Array CMB Polarimeters from 2017 to 2024
本研究详细介绍了BICEP3和BICEP Array CMB偏振计在2017至2024年间的波束校准测量，包括主波束、偏振响应和旁瓣测绘，以控制仪器系统误差并指导未来接收器设计。
2024-09-24 astro-ph.CO astro-ph.IM
Status and future development of the COSMOCal Project for absolute CMB polarization calibration
Université Grenoble Alpes, CNRS, LPSC Grenoble（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；International School for Advanced Studies (SISSA)（高等高级研究学院）；INFN Sezione di Trieste（的里雅斯特INFN分部）；Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie（天体物理学和行星学研究所）；Institut de Radio-Astronomie Millimétrique（毫米波射电天文学研究所）；Department of Physics, University of Milano-Bicocca（米兰比可卡大学物理系）；Laboratoire de Physique de l’Ecole normale supérieure（巴黎高等师范学院物理实验室）；INAF - Osservatorio di astrofisica e scienza dello spazio Bologna（博洛尼亚天文物理与空间科学观测站）；Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；Institut d’Electronique et des Technologies du numérique（电子与数字技术研究所）；Laboratoire de Physique des 2 infinis Irène Joliot-Curie（伊雷娜·约里奥-居里双无穷物理实验室）；Institut d’Astrophysique Spatiale（天体物理学研究所）；Centre Spatial Universitaire de Grenoble（格勒诺布尔大学航天中心）；Dipartimento di Fisica, Università di Roma “Tor Vergata”（罗马“托尔维加塔”大学物理系）；INAF - Osservatorio Astronomico di Cagliari（卡利亚里天文观测站）；Sapienza Università di Roma（罗马智慧大学）；Department of Physics, Boston University（波士顿大学物理系）；LERMA, Observatoire di Paris-PSL（巴黎天文台）
COSMOCal项目旨在应对CMB偏振测量中校准系统误差的挑战，通过在地球静止卫星部署人工校准源，介绍项目现状、发展时间表及要求，研究系统误差与成分分离相互作用对原始信号恢复和前景清理算法性能的影响。
2026-07-15 astro-ph.CO astro-ph.IM
The Precursor Small Aperture Telescope (PreSAT) CMB polarimeter
Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian（哈佛-史密森天体物理中心）；Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, SLAC National Accelerator Laboratory（卡弗里粒子天体物理学与宇宙学研究所，SLAC国家加速器实验室）；Department of Physics, California Institute of Technology（加州理工学院物理系）；Jet Propulsion Laboratory（喷气推进实验室）；Minnesota Institute for Astrophysics, School of Physics and Astronomy, University of Minnesota（明尼苏达大学物理与天文学院天体物理研究所）；Department of Physics and Astronomy, University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学物理与天文学系）；Department of Physics, Enrico Fermi Institute, Kavli Institute for Cosmological Physics, University of Chicago（芝加哥大学物理系，恩里科·费米研究所，卡弗里宇宙物理学研究所）
PreSAT通过测试CMB-S4原型组件和技术，为下一代CMB观测提供关键技术支持。
2024-07-10 astro-ph.IM
Improved Polarization Calibration of the BICEP3 CMB Polarimeter at the South Pole
BICEP 3偏振计是一种小口径折射望远镜，专门用于观测95 GHz的宇宙微波背景（CMB）。它的设计目标是度角尺度偏振模式，特别是非常抢手的原始B模式信号，这是一个独特的签名宇宙暴胀。来自天空的偏振信号通过差分共定位的正交偏振超导过渡边缘传感器（TES）测辐射热计重建。在这项工作中，我们对BICEP 3实验中超过一对$\sim 800$功能探测器对（总共有$\sim 1000$）的探测器的偏振响应进行了绝对测量。我们使用专门设计的旋转偏振源（RPS）来测量多个源和望远镜望远镜旋转角度下的偏振响应，以完全映射360度的响应。我们在这里介绍了从2022年1月采集的现场校准数据中提取的偏振特性。在2018年进行了类似的校准活动，但我们发现我们的约束主要是由$\sim0.5^\circ$水平上的系统学决定的。在对校准装置进行了一系列改进后，我们现在能够报告显著降低的系统污染水平。在未来，这种精确的测量将被用来限制标准宇宙学模型之外的物理学，即宇宙双折射。
2022-08-25 astro-ph.CO astro-ph.IM
Impact of half-wave plate systematics on the measurement of CMB $B$-mode polarization
本文通过半解析端到端模型研究半波片非理想性对CMB B模偏振测量的影响，发现其有效偏振效率会低估张标比r，并提出利用温度增益校准及HWP设计建议来缓解该系统效应。
2024-05-02 astro-ph.CO astro-ph.IM
POLOCALC: a Novel Method to Measure the Absolute Polarization Orientation of the Cosmic Microwave Background
我们描述了一种新的方法来测量的绝对取向的偏振平面的CMB的角秒精度，使前所未有的测量宇宙学和基础物理。寻找原始B模式信号的现有和计划中的CMB偏振仪器需要一种独立的实验方法来系统地控制绝对偏振方向。缺乏这样的方法限制了暴胀引力波探测的准确性，通过测量CMB的引力透镜对中微子扇区的约束力，探测宇宙双折射的可能性，以及测量原始磁场的能力。用于校准和直接测量探测器方位的天空信号不能提供优于1度的精度。自校准方法提供了更好的准确性，但可能会受到前景信号的影响，并严重依赖于模型假设。POLOCALC将通过在气球和无人机上飞行的人工校准源大大提高仪器精度。气球携带的校准器将为大型望远镜提供远场源，而无人机将用于测试和小型偏振计。POLOCALC还将允许一种独特的方法来测量望远镜的偏振光束。它将使用40至150 GHz之间的微波发射器，与精确的偏振滤波器耦合。源偏振面的方位将通过星相机和陀螺仪以角秒精度配准到天空坐标。该项目可以成为该领域校准阶梯的一个梯级：任何现有或未来的CMB偏振实验观测我们的偏振校准器将能够测量每个探测器相对于绝对天空坐标的偏振角。
2017-05-13 astro-ph.CO astro-ph.IM
The Crab Nebula as a Calibrator for wide-beam Cosmic Microwave Background polarization surveys
我们分析了偏振漫发射在宽光束毫米波偏振仪校准中的作用，当使用蟹状星云作为偏振亮度和偏振角的参考源时。我们表明，CMB偏振实验的目的是检测B-模式的情况下，张量标量比$r \sim 0.001$，宽（直径几度），精确（$σ_Q$，$σ_U$ $\sim$ 20 $μ$ $K_{CMB}$ arcmin），高角分辨率（$< \mathrm{FWHM}$）的参考地图需要适当地考虑到扩散偏振发射的影响，并避免显着的偏差校准。
2021-06-09 astro-ph.CO astro-ph.IM
Measurement of the CMB Polarization at 95 GHz from QUIET
尽管精确宇宙学取得了巨大的成功，但宇宙学家无法完全解释宇宙的初始条件。暴胀是一种很有希望的潜在解释，它在前10^-36秒内呈指数膨胀。对暴胀的一般预测是宇宙微波背景（CMB）中的奇宇称（B模式）极化。Q/U成像实验（QUIET）旨在限制或检测这种偏振。我们建立了一个相干伪相关微波偏振计。一组大规模生产的模块安装在1.4米望远镜的焦平面上。每个模块的极化灵敏度为756 muK sqrt{s}，带宽为10.7+/-1.1 GHz，中心频率为94.5+/-0.8 GHz;综合灵敏度为87+/-7 muK sqrt{s}。我们将甲板旋转，吸收地面屏幕，一个新的时间流双解调技术，并优化光学设计，以减少仪器偏振。2009年8月至2010年12月，我们在智利的阿塔卡马高原使用该仪器进行了观测。我们收集了5336.9小时的CMB观测和1090小时的天文校准。本文描述了这些数据的分析和结果。我们使用天文校准数据以及专门建造的人工源来表征该仪器。我们开发了噪声建模，过滤和数据选择盲分析策略。这一策略的核心是一套32个零测试，每个测试的动机是一个可能的工具问题或系统效应。我们还评估了分析盲态阶段的系统误差。然后，我们计算的CMB功率谱使用伪Cl互相关技术，抑制污染，使结果不敏感的噪声偏置。
2012-09-06 astro-ph.CO astro-ph.IM
Lensing reconstruction from a patchwork of polarization maps
CMB偏振图中涉及的透镜信号已经用SPTpol和POLARBEAR等地面实验进行了测量，并将在不久的将来成为宇宙学和天体物理学问题的重要探测器。然而，来自地面实验的偏振图的大小受到观测噪声的长波长模式的污染的限制。为了进一步提取透镜信号，我们探索了从一组小的天空图中测量透镜信号的可行性，每个小的天空图都是由地面大型望远镜单独观察的，即，从由小的天空斑块组成的大天空覆盖范围的拼凑地图进行透镜重建。我们表明，虽然从拼接图得到的B-模式功率谱是有偏见的，由于基线的不确定性，偏置的透镜电位将是可以忽略不计的，如果B-模式的尺度大于爆破规模的$1/f$噪声被删除在透镜重建。作为宇宙学应用的例子，我们还展示了1）重建的透镜势和全天空温度/偏振图之间的互相关，从卫星任务，如普朗克和LiteBIRD，和2）使用重建的潜在的LiteBIRD观测的B模式偏振去透镜。
2014-08-23 astro-ph.CO astro-ph.IM
In-flight polarization angle calibration for LiteBIRD: blind challenge and cosmological implications
我们提出了一个演示的飞行中的偏振角校准的JAXA/ISAS的第二个战略大类任务，LiteBIRD，并估计其影响的测量的张量-标量比参数，r，使用模拟数据。我们生成一组模拟的天空图与CMB和偏振前景发射，并注入仪器噪声和偏振角偏移的22（部分重叠）LiteBIRD频率通道。我们的飞行中角度校准依赖于使每个通道中偏振信号的EB互相关为零。该校准步骤已经由两个独立的组进行盲分析，允许在角度偏移的估计上达到几弧分的量级的精度。校正的和未校正的多频图都通过前台清理步骤传播，目的是计算干净的CMB图。我们采用两个组件分离算法，贝叶斯分离组件和Resistance估计工具（B-SeCRET），和针内部线性组合（NILC）。我们发现，恢复CMB地图与算法，不作任何假设的前景属性，如NILC，只轻微的角度失调的影响。然而，偏振角偏移强烈的偏差与参数拟合方法得到的结果。一旦在分量分离之前通过EB归零校正了误校准角度，两种分量分离算法都会导致r参数的无偏估计。虽然这项工作的动机是LiteBIRD的概念设计研究，其框架可以广泛应用于任何CMB偏振实验。特别是，模拟加盲分析的组合提供了一个强大的预测，不仅考虑到检测器的灵敏度，但也系统的影响。
2022-01-21 astro-ph.CO astro-ph.IM
Calibration of Transition-edge Sensor (TES) Bolometer Arrays with Application to CLASS
当前和未来的宇宙微波背景（CMB）实验采用千像素阵列的过渡边缘传感器（TES）测辐射热计，需要精确和鲁棒的增益校准方法。我们简化和重构的标准TES模型直接相关的检测器响应度校准和光学时间常数的测量TES电流$I$和所施加的偏置电流$I_{\mathrm{b}}$。为宇宙学大角尺度探测器（CLASS）TES测辐射热计阵列开发的校准方法依赖于在CMB观测之前每天获得的电流与电压（$I$ - $V$）测量值。通过对Q波段（40 GHz）$I$ - $V$测量值进行光加载分组，我们发现在一个分组内增益校准的中位标准误差为0.3%。我们使用月球作为光度标准来测试这种“$I$ - $V$ bin”探测器校准方法的准确性。共用同一喇叭天线的探测器对之间测得的月球振幅之比表明TES校准误差为0.5%。我们还发现，对于类Q波段TES阵列，校准的基础上单独应用的TES偏置电流准确地校正TES增益随时间的变化，但在TES校准从数据计数到功率单位的偏差的响应检测器。由于TES电流偏置值在每次观测之前设置并记录，因此该校准方法可始终应用于原始TES数据，并且不受$I$ - $V$数据质量或处理误差的影响。
2022-10-09 astro-ph.CO astro-ph.IM
CMB lensing reconstruction biases from masking extragalactic sources
本文量化了掩蔽河外源对CMB透镜重建功率谱的偏差影响，推导了解析模型，指出最优滤波可显著减小偏差，并发现掩蔽tSZ星系团导致的偏差最大，可能显著影响低红移星系团的质量校准。
2024-01-15 astro-ph.CO astro-ph.IM
