用于红外天文学的平行板电容器氮化钛动力学电感探测器
天体物理仪器与方法
2024-01-01 v1 仪器与探测器
摘要
银河红外科学气球实验（BEGINS）是一个亚轨道天文台概念，将在λ=25-250 μm波段运行，以表征大质量恒星附近尘埃的特性。任务灵敏度要求将通过使用在300 mK下运行的1840个透镜耦合集总元件动力学电感探测器（KID）阵列来满足。每个KID将由沉积在硅（Si）衬底上的氮化钛（TiN）平行条吸收电感部分和平行板电容器（PPC）组成。PPC几何结构允许减小像素间距。在BEGINS焦平面，探测器需要在25-250 μm波段，对于从4 pW到10 pW的光学负载，光学NEP从2×10^{-16} W/√Hz到6×10^{-17} W/√Hz。我们展示了原型BEGINS KID阵列在25 μm处与菲涅尔波带片透镜耦合时的设计、光学性能和准粒子寿命测量。对于我们的光学设置和KID的吸收效率，25 μm处的电NEP要求为7.6×10^{-17} W/√Hz，对应吸收光功率0.36 pW。我们发现，平均五个谐振器，探测器在约200 fW以下受光子噪声限制，极限NEP约为7.4×10^{-17} W/√Hz。
引用
@article{arxiv.2312.17378,
title = {Parallel-Plate Capacitor Titanium Nitride Kinetic Inductance Detectors for Infrared Astronomy},
author = {Joanna Perido and Peter K. Day and Andrew D. Beyer and Nicholas F. Cothard and Steven Hailey-Dunsheath and Henry G. Leduc and Byeong H. Eom and Jason Glenn},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.17378},
year = {2024}
}