TiAu TES 32×32 像素阵列：均匀性、热串扰及在不同 X 射线能量下的性能
天体物理仪器与方法
2021-02-22 v1 仪器与探测器
摘要
大格式过渡边缘传感器（TES）阵列对下一代 X 射线空间天文台至关重要。此类阵列需在软 X 射线能段达到能量分辨率 ΔE<3 eV 半高全宽（FWHM）。我们目前正在开发 X 射线微热量计阵列，作为由 ESA 牵头、预计 2031 年发射的 ATHENA 空间望远镜上 X-IFU 仪器的备份方案。本文中，我们报告了一个均匀的 32×32 像素阵列的研制与表征，其采用（长×宽）140×30 μm² 的 TiAu TES，并带有 2.3 μm 厚的 Au 吸收体用于吸收 X 射线光子。像素的典型正常电阻 R_n = 121 mΩ，临界温度 T_c∼90 mK。我们对阵列中 60 个像素进行了广泛测量以展示阵列的均匀性。在 5.9 keV 下，于 1 至 5 MHz 的交流偏置频率范围内以单像素模式测量，使用 SRON/VTT 研制的频域复用（FDM）读出系统，获得了 2.4 至 2.6 eV（FWHM）的能量分辨率。我们还展示了探测器在由调制外部 X 射线源产生的 1.45 keV 至 8.9 keV 不同光子能量下的能量分辨率。还进行了跨多个像素的复用读出以评估热串扰对仪器能量分辨率预算要求的影响。该值得出一个推导要求：对于最近邻，当考虑串扰信号与 X 射线脉冲（例如在 5.9 keV 处）的幅度之比时，其值小于 1×10^{-3}。
引用
@article{arxiv.2102.09814,
title = {TiAu TES 32$\times$32 pixel array: uniformity, thermal crosstalk and performance at different X-ray energies},
author = {E. Taralli and M. D'Andrea and L. Gottardi and K. Nagayoshi and M. Ridder and S. Visser and M. de Wit and D. Vaccaro and H. Akamatsu and K. Ravensberg and R. Hoogeveen and M. Bruijn and J. R. Gao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.09814},
year = {2021}
}