32×32 Ti/Au TES 阵列的单像素性能与宽带 X 射线能谱

我们正在开发千像素级 Ti/Au TES 阵列，作为 Athena X-IFU 的备选方案。本文报道了在频分复用（FDM）读取系统中运行的 32×32 阵列的单像素性能，其偏置频率范围为 1-5 MHz。我们利用 $^{55}$Fe 放射源（发射 5.9 keV 处的 Mn-K$\alpha$）与调制 X 射线源（MXS，提供 5.4 keV 处的 Cr-K$\alpha$ 与 8.0 keV 处的 Cu-K$\alpha$）测试了像素在若干光子能量下的响应。首先，我们报告了用于探测器能量尺度标定的流程，通常在 5.4-8.9 keV 能量范围内实现优于 $\sim$0.5 eV 的标定精度。随后，我们展示了不同能量下测得的能量分辨率（最佳单像素性能：ΔE$_{FWHM}$ = 2.40 $\pm$ 0.09 eV @ 5.4 keV；2.53 $\pm$ 0.10 eV @ 5.9 keV；2.78 $\pm$ 0.16 eV @ 8.0 keV），并探究了性能对像素偏置频率与计数率的依赖关系。借助长时本底测量（$\sim$1 天），我们最终探测到实验装置内荧光产生的 1.5 keV 处 Al-K$\alpha$ 线。我们分析了该谱线，以首次评估低能处单像素性能（ΔE$_{FWHM}$ = 1.91 eV $\pm$ 0.21 eV @ 1.5 keV），并评价探测器响应在 1.5-8.9 keV 大能带内的线性。