色散边缘传感器中黑体辐射背景的仿真与测量

德国哈尔滥的Any Light Particle Search II (ALPS II)实验是一项探索轴子和类轴子粒子(ALPs)的光穿墙(LSW)实验，旨在探寻暗物质的候选者。ALPS II正在采用异构测量方案进行数据收集。为确认或作为替代方法，计划采用单光子探测技术，这需要一种能够以高效率(高于50%)测量低能光子($1064\,\mathrm{nm}$, $1.165\,\mathrm{eV}$)，且背景率低于$7.7\cdot10^{-6}\,\mathrm{cps}$的传感器。为满足这些要求，我们正在调查由NIST提供的铱基色散边缘传感器(TES)，其在毫开尔文温度下的超导过渡区域工作。该传感器利用光子吸收引起的电阻急剧变化。我们发现，采用纤维耦合TES的实验 setup中观察到的背景与黑体辐射(BBR)为主要背景贡献者相符。我们 developed了一套在真实条件下模拟BBR传播至TES的框架。该框架不仅允许探索背景降低策略，如改进TES能量分辨率，还能在不确定性范围内再现观察到背景的谱分布。这些仿真结果与实验数据验证一致，模型预测的背景分布与观测到的一致，表明改进的能量分辨率可将$1064\,\mathrm{nm}$信号区域的背景率降低一个数量级，约为$10^{-4}\,\mathrm{cps}$。然而，仍需进一步降低该背景率以满足ALPS II的要求。