面向下一代毫米波望远镜的数字频域复用读出电子学
天体物理仪器与方法
2015-06-22 v1
摘要
频域复用 (fMux) 是一种成熟的技术，用于毫米波天体物理仪器中过渡边缘传感器 (TES) 辐射热计的读出。在 fMux 中，来自多个探测器的信号在单对导线上读出，从而减少了系统的总低温热负载以及低温组件的复杂性和成本。目前由 POLARBEAR、EBEX 和南极望远镜使用的数字 fMux 系统，受限于超导量子干涉器件前置放大器的动态范围和系统总带宽，其复用因子限制为 16。增加复用因子是下一代大型格式 TES 相机（如 SPT-3G 和 POLARBEAR2）的关键，这些相机计划拥有约 15,000 个探测器。在此，我们介绍下一代 fMux 读出系统，重点关注室温电子学。在该系统中，复用因子增加到每个模块 64 通道（2 根导线），同时保持低噪声水平和探测器稳定性。这是通过增加系统带宽、通过主动反馈降低动态范围要求以及使用新型多相滤波器算法进行电压偏置的数字合成来实现的。此外，新版 fMux 读出系统还包括低功耗和抗辐射组件等功能，使其适用于未来的空间毫米波望远镜，如 LiteBIRD 卫星。
引用
@article{arxiv.1407.3161,
title = {Digital frequency domain multiplexing readout electronics for the next generation of millimeter telescopes},
author = {Amy N. Bender and Jean-François Cliche and Tijmen de Haan and Matt A. Dobbs and Adam J. Gilbert and Joshua Montgomery and Neil Rowlands and Graeme M. Smecher and Ken Smith and Andrew Wilson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1407.3161},
year = {2015}
}
备注
15 pages, 10 figures. To be published in Proceedings of SPIE Volume 9153. Presented at SPIE Astronomical Telescopes + Instrumentation 2014, conference 9153