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首次截断最廉价:通过滤波器截断优化 Athena/X-IFU 类 TES 探测器分辨率

天体物理仪器与方法 2024-03-26 v1

摘要

未来 ESA Athena X 射线天文台任务上的 X 射线积分场单元(X-IFU)仪器是一个由过渡边缘传感器(TES)探测器组成的低温微量热计阵列,旨在提供空间分辨的高分辨率光谱。星载重建软件提供撞击探测器的入射 X 射线光子的能量、空间位置和到达时间。一种基于截断经典最优滤波器的新处理算法被称为 0 填充(0-padding),最近被提出旨在不损害能量分辨率的前提下降低计算成本。对简单合成数据的初步测试显示了可喜的结果。本研究探讨了 0 填充滤波器略优的性能,并评估了其在真实数据上的最终应用。目标是检验在模拟分析期间观察到的对仪器条件更大的敏感性。使用更真实的模拟以及从 NASA 和 NIST 实验室采用 X-IFU 类 TES 探测器获取的真实数据,对这种 0 填充技术进行了彻底测试。对数据应用了不同的拟合方法,并进行了比较分析以评估从这些拟合中获得的能量分辨率值。在不同的谱线复合体和仪器条件下,0 填充滤波器实现了与标准滤波器一样好的能量分辨率,甚至与那些更长长度的滤波器相当。该方法证明对 TES 探测器探测到的 X 射线光子的能量重建是有用的,前提是应用了对基线漂移和抖动效应的适当校正。这一发现极具前景,特别是对于星载处理,提供了计算资源的效率,并促进了对具有更高计数率的源进行高分辨率分析。

关键词

引用

@article{arxiv.2403.16965,
  title  = {The first cut is the cheapest: optimizing Athena/X-IFU-like TES detectors resolution by filter truncation},
  author = {M. Teresa Ceballos and Nicolás Cardiel and Beatriz Cobo and Stephen J. Smith and Michael C. Witthoeft and Philippe Peille and Malcolm S. Durkin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2403.16965},
  year   = {2024}
}

备注

35 pages, 26 figures, published version