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跃迁边传感器(TES)辐射热计阵列的定标及其在 CLASS 中的应用

天体物理仪器与方法 2022-10-11 v2 宇宙学与河外天体物理

摘要

当前及未来的宇宙微波背景(CMB)实验部署了千像素级的跃迁边传感器(TES)辐射热计阵列,需要准确且稳健的增益定标方法。我们简化并重构了标准 TES 模型,使探测器响应度定标与光学时间常数直接关联于所测 TES 电流 II 与所加偏置电流 IbI_{\mathrm{b}}。为宇宙学大角尺度巡天仪(CLASS)TES 辐射热计阵列开发的定标方法依赖于每日在 CMB 观测前获取的电流-电压(II-VV)测量。通过将 Q 波段(40GHz)II-VV 测量按光学负载分箱,我们发现同一分箱内增益定标的中值标准误差为 0.3%。我们使用月球作为测光标准来检验该“II-VV 分箱”探测器定标方法的准确性。共享同一馈源喇叭的探测器对之间测得的月球振幅之比表明 TES 定标误差为 0.5%。我们还发现,对于 CLASS Q 波段 TES 阵列,仅基于所加 TES 偏置电流对单个探测器的响应进行定标可准确修正随时间变化的 TES 增益,但会从数据计数到功率单位引入 TES 定标偏差。由于 TES 电流偏置值在每次观测前设定并记录,该定标方法总可应用于原始 TES 数据,且不受 II-VV 数据质量或处理误差影响。

关键词

引用

@article{arxiv.2205.06901,
  title  = {Calibration of Transition-edge Sensor (TES) Bolometer Arrays with Application to CLASS},
  author = {John W. Appel and Charles L. Bennett and Michael K. Brewer and Ricardo Bustos and Manwei Chan and David T. Chuss and Joseph Cleary and Jullianna D. Couto and Sumit Dahal and Rahul Datta and Kevin Denis and Joseph Eimer and Thomas Essinger-Hileman and Kathleen Harrington and Jeffrey Iuliano and Yunyang Li and Tobias A. Marriage and Carolina Núñez and Keisuke Osumi and Ivan L. Padilla and Matthew A. Petroff and Karwan Rostem and Deniz A. N. Valle and Duncan J. Watts and Janet L. Weiland and Edward J. Wollack and Zhilei Xu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2205.06901},
  year   = {2022}
}

备注

19 pages, 7 figures, 5 tables. Submitted to ApJS May 2022. Published ApJS Oct 2022