SRON荷兰空间研究所 TES X光微量热计千像素阵列的光学显微照片
信用:SRON 2031年,欧空局发射了新的x光太空望远镜雅典娜
SRON荷兰空间研究所通过生产照相机和备用探测器,在建造其两个仪器之一——X-IFU分光计方面发挥了重要作用
SRON的科学家现在已经成功地开发出了基于一种叫做频域多路复用的特殊系统的探测器,这种探测器是为读出而优化的
他们创造了一项新的世界纪录,能量分辨率为1.6千电子伏
3 eV
从它围绕太阳的轨道上,1
距离地球500万公里,雅典娜将绘制宇宙中热气结构的地图,并研究超大质量黑洞的演化
为此,它需要以前所未有的分辨率测量它们的光谱
为了实现这一点,它使用超导跃迁边缘传感器(TES),工作温度为50毫开尔文,可以确定单个光子的能量
当光子碰到传感器时,它会随着光子能量的增加而升温
这降低了超导状态,相机读出的电流也比平时小,同样是成比例的
但是读出电流并不像听起来那么容易
开发一个快速可靠的读出系统实际上是雅典娜的X-IFU仪器面临的最大挑战之一
它需要读出3000个像素,同时避免仪器温度上升超过千分之一度
基于所谓的时域多路复用(时分复用)的传统读出系统,每个像素具有一个放大器,该放大器必须顺序地打开和关闭
对于备用检测链,SRON正在开发一种基于频域复用的读出器(FDM),其中每40个像素只需要一个放大器
该团队现在已经成功地调整了TES几何,以最大限度地减少不必要的行为,这种行为与FDM读出齐头并进,是由TES的非线性阻抗引起的
这是卢西亚诺·戈塔迪(SRON)与美国国家航空航天局戈达德太空中心的同事合作,对探测器物理进行深入研究的结果
主要贡献者是制造光刻设备的长吉健一郎、为每一轮测试调整硬件并进行测试的马丁·德·维特和伊曼纽·塔雷利,以及在洁净室中发挥关键作用以使过程流动的马塞尔·里德
他们得到了由简-高蓉协调的SRON小组其他成员的支持
经过多次测试,该团队已经改进了探测器的设计和读数,达到了1
6千电子伏时为3电子伏
“但更重要的是,我们对它背后的物理有很好的理解,”长吉说
“这意味着我们有信心实现更高的分辨率
回到2018年,我们从3岁开始
现在我们在1
3 eV
我们没有理由相信它就此结束
" 戈塔迪总结道:“我们发现自己在SRON拥有好的想法、好的员工和好的设施
洁净室的工作人员可以快速升级设备,我们可以快速测试并立即给出反馈
这是一个平滑的循环
"
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