用于研究过渡边缘传感器作为光谱型电子探测器性能的模拟方法

过渡边缘传感器（TESs）能够实现高精度的单粒子能量测量。TESs 已广泛用于包括天文学在内的多种光子探测应用，但极少被考虑用作电子量热计。现有的电子能谱仪需要电子滤波光学系统来实现能量分辨，但这一步骤会丢弃进入仪器的绝大多数电子。TESs 不需要此类能量滤波，意味着其可将测量速率提高数个数量级。为研究 TESs 在电子能谱中的能力，我们设计了一套模拟流程。该流程可将模拟实验的结果与入射束的实际能谱进行比较，从而研究测量精度与效率。利用 Fisher 信息，我们还计算了模拟探测器的能量分辨率，从而将探测器的内在限制与所使用的具体数据分析方法区分开来。该模拟平台已被用于比较 TESs 与现有 X 射线光电子能谱（XPS）分析仪的性能。对于高精度测量，TESs 无法匹配 XPS 分析仪的能量分辨率，但在高计数率应用中具有相当或更好的分辨率。典型 XPS 分析仪的测量速率可由一个含 10 个响应时间为 120 微秒的 TESs 的阵列匹配，并且在不牺牲能量分辨率的前提下，通过增大阵列规模还有显著的提升空间。