CCAT: A status update on the EoR-Spec instrument module for Prime-Cam
Rodrigo Freundt, Yaqiong Li, Doug Henke, Jason Austermann, James R. Burgoyne, Scott Chapman, Steve K. Choi, Cody J. Duell, Zach Huber, Michael Niemack, Thomas N… 展开作者
Rodrigo Freundt, Yaqiong Li, Doug Henke, Jason Austermann, James R. Burgoyne, Scott Chapman, Steve K. Choi, Cody J. Duell, Zach Huber, Michael Niemack, Thomas Nikola, Lawrence Lin, Dominik A. Riechers, Gordon Stacey, Anna K. Vaskuri, Eve M. Vavagiakis, Jordan Wheeler, Bugao Zou
备注：
Presented at SPIE Millimeter, Submillimeter, and Far-Infrared Detectors and Instrumentation for Astronomy XII
发表信息：
Proc. SPIE 13102, Millimeter, Submillimeter, and Far-Infrared Detectors and Instrumentation for Astronomy XII, 131020U (16 August 2024)
The Epoch of Reionization Spectrometer (EoR-Spec) is an upcoming Line Intensity Mapping (LIM) instrument designed to study the evolution of the early universe (z = 3.5 to 8) by probing the redshifted [CII] 158 $μ$m fine-structure line from aggregates of galaxies. The [CII] emission is an excellent tracer of star formation since it is the dominant cooling line from neutral gas heated by OB star light and thus can be used to probe the reionization of the early Universe due to star formation. EoR-Spec will be deployed on Prime-Cam, a modular direct-detection receiver for the 6-meter Fred Young Submillimeter Telescope (FYST), currently under construction by CPI Vertex Antennentechnik GmbH and to be installed near the summit of Cerro Chajnantor in the Atacama Desert. This instrument features an image plane populated with more than 6500 Microwave Kinetic Inductance Detectors (MKIDs) that are illuminated by a 4-lens optical design with a cryogenic, scanning Fabry-Perot Interferometer (FPI) at the pupil of the optical system. The FPI is designed to provide a spectral resolving power of $R\sim100$ over the full spectral range of 210--420 GHz. EoR-Spec will tomographically survey the E-COSMOS and E-CDFS fields with a depth of about 4000 hours over a 5 year period. Here we give an update on EoR-Spec's final mechanical/optical design and the current status of fabrication, characterization and testing towards first light in 2026.
CCAT: Design and Characterization of the 350 GHz Instrument Module
Cornell University（康奈尔大学）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）；Dalhousie University（达尔豪斯大学）；University of California, Riverside（加州大学河滨分校）；Duke University（杜克大学）；University of Colorado, Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）
CCAT: The Prime-Cam Instrument for the Fred Young Submillimeter Telescope -- Overview and Status
Duke University（杜克大学）；Cornell University（康奈尔大学）；Universidad Diego Portales（迭戈·波特莱斯大学）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；Universität Bonn（波恩大学）；University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）；Dalhousie University（达尔豪斯大学）；University of California, Riverside（加州大学河滨分校）；University of Waterloo（滑铁卢大学）；Queen’s University（女王大学）；NRC Herzberg Astronomy and Astrophysics（NRC赫茨伯格天体物理学研究所）；University of Victoria（维多利亚大学）；Cornell Center for Astrophysics and Planetary Sciences, Cornell University（康奈尔大学天体物理学与行星科学中心）；University of Cologne（科隆大学）
New Limits on 21cm EoR From PAPER-32 Consistent with an X-Ray Heated IGM at z=7.7
我们提出了新的约束条件的21厘米的再电离（EoR）功率谱来自3个月的观察与32天线，双极化部署的唐纳德C。贝克精密阵列探测再电离时代（PAPER）在南非。在本文中，我们证明了延迟谱方法的功效，以避免前景，实现超过8个数量级的前景抑制（在$\textrm{mK}^2$）。结合这种方法与一个程序，用于消除非对角协方差所产生的仪器系统学，我们实现了最好的2西格玛上限的$(41\,\textrm{mK})^2$为$k=0.27 h\textrm{Mpc}^{-1}$在$z=7.7$。该极限落在预期的21 cm EoR信号水平的较亮预测的数量级内。使用这些测量设置的上限，我们产生新的约束21厘米发射在中性区域的各种再电离模型的亮度温度。我们表明，对于几个电离的情况下，我们的测量是不一致的冷再电离。也就是说，加热的中性星系际介质（IGM）是必要的，以保持一致的约束，我们的报告。因此，我们有暗示性的证据表明，通过$z=7.7$，HI已经从其寒冷的原始状态升温，可能是由来自高质量X射线双星或小型类星体的X射线。这一证据的强度取决于IGM的电离状态，我们还不能约束。这一结果与再电离如何进行的标准预测是一致的。
CCAT: Detector Noise Limited Performance of the RFSoC-based Readout Electronics for mm/sub-mm/far-IR KIDs
University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）；University of Victoria（维多利亚大学）；Herzberg Astronomy and Astrophysics Research Centre, National Research Council Canada（加拿大国家研究委员会赫茨伯格天文学与天体物理学研究中心）；Cornell University（康奈尔大学）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；University of California, Riverside（加州大学河滨分校）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）
CCAT: Design, Implementation, and Testing of a System to Read Out over 10,000 280 GHz KIDs using RFSoC Electronics
Cornell University（康奈尔大学）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）；Dalhousie University（达尔豪斯大学）；University of California, Riverside（加州大学河滨分校）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）
The impact of point source subtraction residuals on 21 cm Epoch of Reionization estimation
前景源的精确相减是探测和估计再电离时期（EoR）21 cm HI信号的关键。我们量化了由于测量数据集的限制而导致的不完美的点源减法如何在数据集中产生结构化的残差信号。我们使用的克拉美-拉奥下限，作为一个度量，用于量化的精度与参数可以被测量，以估计由于不完美的点源减法在可见性数据集中的残留信号。然后，我们传播这些残差到两个指标的兴趣为21厘米EoR实验-角和二维功率谱-使用全解析协变推导，解析变推导，和协变蒙特卡罗模拟的组合。这种方法与以前的工作有两个不同之处：（1）它使用信息论来设置点源位置误差，而不是假设全局均方根误差，以及（2）它描述了一种用于解析传播误差的方法，从而获得功率谱的完整相关结构。该方法适用于两个即将到来的低频仪器：默奇森宽场阵列和精密阵列探测时代的再电离。除了实际的天线配置，我们适用于最小冗余和最大冗余配置的方法。我们发现，剥离源1 Jy以上，残留信号的幅度，其方差，将小于从热噪声的贡献，为即将到来的EoR实验提出的观测参数，和最佳减法的亮点源将不会是一个限制因素EoR参数估计。然后，我们使用的形式主义，提供一个从头分析推导激励的“楔形”功能的二维功率谱，补充文献中以前的讨论。
Characterizing Signal Loss in the 21 cm Reionization Power Spectrum: A Revised Study of PAPER-64
再电离时代（EoR）是我们宇宙历史上一个未知的时代，在此期间，第一批恒星和星系的诞生导致了星系际介质中中性氢的电离。有许多实验通过追踪中性氢的21厘米线来研究EoR。由于这种信号非常微弱，难以分离，因此开发最大限度地提高灵敏度并抑制数据中污染物的分析技术至关重要。还必须了解不同分析方法之间的权衡及其对功率谱估计的影响。具体而言，随着HERA可预见的未来的统计功率谱检测，了解某些分析选择如何导致EoR信号丢失变得越来越重要。在本文中，我们专注于与功率谱估计的信号损失。我们使用玩具模型和唐纳德C的64元件配置所取的数据来描述这种损失的起源。Backer Precision Array for Probing the Epoch of Reionization（贝克精密阵列探测再电离时代）特别是，我们强调如何详细的调查信号损失导致修订，更高的21厘米功率谱上限从PAPER-64。此外，我们总结了与功率谱误差估计，以前无法解释的错误。我们专注于一个子集的PAPER-64数据在本文中，修订的功率谱限制的PAPER实验中提出了即将发表的论文Kolopanis等。并取代先前发表的PAPER分析结果。
