Simons Observatory：220/280 GHz TES 探测器模块的表征
天体物理仪器与方法
2026-04-20 v2
摘要
Simons Observatory（SO）是位于智利阿塔卡马沙漠的一组新的宇宙微波背景望远镜，其广泛的科学项目涵盖宇宙学、银河系及河外天体物理学和粒子物理学。SO 将使用三种类型的二色性、偏振敏感的跃变边缘传感器（TES）探测器模块的六个频带，对大范围角尺度上的毫米波天空进行巡天：中心频率分别接近 30 和 40 GHz 的低频（LF）模块、接近 90 和 150 GHz 的中频（MF）模块，以及接近 220 和 280 GHz 的超高频率（UHF）模块。目前已生产了二十五个 UHF 探测器模块，每个模块包含 1720 个光学耦合的 TES，并连接到微波 SQUID 多路复用读出系统。本工作总结了这些探测器模块在实验室低温恒温器中的部署前表征。在所有 UHF 模块中，我们发现平均可操作 TES 良率为 83%，相当于测试了超过 36,000 个器件。(220, 280) GHz 饱和功率分布的中位数为 (24, 26) pW，接近其目标范围的中心。对于两个频段，中位光学效率为 0.6，中位有效时间常数为 0.4 ms，中位暗噪声等效功率（NEP）约为 40 aW/rtHz。在 (220, 280) GHz 处的预期光子 NEP 为 (64, 99) aW/rtHz，表明这些探测器将在天空观测中实现背景极限性能。目前有三十九个 UHF 和 MF 探测器模块在部署于现场的 SO 仪器中运行，正从调试阶段过渡到全面科学观测。
引用
@article{arxiv.2509.22382,
title = {The Simons Observatory: Characterization of the 220/280 GHz TES Detector Modules},
author = {Daniel Dutcher and Peter Dow and Shannon M. Duff and Shawn W. Henderson and Johannes Hubmayr and Bradley R. Johnson and Michael J. Link and Tammy J. Lucas and Michael D. Niemack and Yudai Seino and Rita F. Sonka and Suzanne Staggs and Yuhan Wang and Kaiwen Zheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.22382},
year = {2026}
}
备注
6 pages, 7 figures. Proceedings of the 21st International Conference on Low Temperature Detectors (LTD2025). Accepted version