构建交流偏置测辐射热计频域解析响应：应用于Planck/HFI

背景：测辐射热计是红外天文学中常用的高灵敏度探测器。Planck卫星的HFI仪器广泛使用了它们，但在卫星发射后，两个与电子学相关的问题暴露出来，至关重要。首先，探测器在低光学激发频率（ν < 1 Hz）下出现了意外的过量响应；其次，模数转换器（ADC）组件在地面测试时表征不足。这两个问题要求对探测器响应有精确的了解。然而，测辐射热计由于其电学和热学耦合而具有高度非线性特性，这使得它们非常难以建模。目标：我们提出了一种方法，基于标准测辐射热计模型，构建描述交流（AC）偏置测辐射热计对光学激发电压响应的频域解析传递函数。该模型使用Planck/HFI仪器的设置构建，其主要改进在于基于物理模型，而非目前使用的基于直流（DC）测辐射热计理论的临时模型。方法：解析传递函数表达式将以矩阵形式呈现。为此，我们构建了测辐射热计电热平衡的线性化版本。并使用自定义的频域信号描述，通过线性代数求解问题。模型性能通过时域仿真进行验证。结果：所提供的表达式适用于校准和数据处理。它也可用于为利用稳态电子响应和光学响应的真实数据拟合光学传递函数提供约束。对电子响应的精确描述也可用于改进快速变化光学信号的ADC非线性校正。