千像素 Ti/Au 过渡边传感器微热量计阵列的性能与均匀性

均匀的 Large 过渡边传感器(TES)阵列是下一代 X 射线空间天文台的基础。这些阵列需在软 X 射线能段达到能量分辨率 $\Delta E$ < 3 eV 半高全宽(FWHM)。我们目前正在开发用于未来实验室与空间 X 射线天体物理实验及地基光谱仪的 X 射线微热量计阵列。本文报道了具有 140$\times$30 $\mu$m$^2$ Ti/Au TES 及 Au X 射线吸收体的均匀 32$\times$32 像素阵列的研制与表征。我们报道了对 60 个像素的广泛测量,以展示大 TES 阵列的均匀性。平均临界温度为 $T_\mathrm{c}$ = 89.5$\pm$0.5 mK,阵列内(约 1 cm)偏差小于 1.5 mK。我们发现了探测器偏置点的大范围区域,位于正常态电阻的 20% 至 40% 之间,其能量分辨率持续低于 3 eV。特别地,结果显示在 5.9 keV 光子能量下,使用 SRON/VTT 开发的频域复用(FDM)读出系统于 1 至 5 MHz 偏置频率范围内以单像素模式测得求和 X 射线谱分辨率 $\Delta E_\mathrm{FWHM}$ = 2.50$\pm$0.04 eV。此外,我们比较了相对于温度与电流的对数电阻灵敏度(分别为 $\alpha$ 与 $\beta$)及其与探测器噪声参数 $M$ 的关联,显示出阵列中所有被测像素的一致行为。