CUPID用数字频分复用TES探测器的读出噪声
仪器与探测器
2025-12-08 v2 天体物理仪器与方法
核实验
摘要
超导转变边缘传感器(TES)探测器近二十年来一直是宇宙微波背景实验的标准,现在正被用于核物理领域,例如无中微子双β衰变搜索。本文中,我们聚焦于为CUPID(将取代CUORE的无中微子双β衰变实验)开发的新一代高带宽频分复用TES读出系统。为了满足CUPID的高能量分辨率要求,系统的读出噪声必须保持在最低水平。CUPID需要低TES工作电阻和读出SQUID与常温电子学之间的长布线,因此需要仔细考虑该频分复用应用的设计参数。在本工作中,我们表征了为CUPID新设计的频分复用TES读出系统的读出噪声,并构建了噪声模型以理解它。我们发现SQUID线圈阻抗与其他电路分支之间的电流共享以及长输出布线会恶化系统的读出噪声。为满足噪声要求,需要低输入电感、高跨阻和/或低动态阻抗的SQUID,并且布线电容应尽可能小。或者,应探索在SQUID输出端添加低温低噪声放大器的方案。
引用
@article{arxiv.2509.07223,
title = {Readout noise of digital frequency multiplexed TES detectors for CUPID},
author = {Michel Adamič and Joseph Camilleri and Chiara Capelli and Matt Dobbs and Tucker Elleflot and Yury G. Kolomensky and Daniel Mayer and Joshua Montgomery and Valentine Novosad and Vivek Singh and Graeme Smecher and Aritoki Suzuki and Bradford Welliver},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.07223},
year = {2025}
}
备注
8 pages, 8 figures. Presented at the IEEE SORMA West 2025, accepted for publication in IEEE Transactions on Nuclear Science