用于宇宙微波背景（CMB）实验的FDM读出系统中电气串扰的特性分析

《IEEE Transactions on Applied Superconductivity》：Characterization of Electrical Crosstalk in FDM Readout for a CMB Experiment

低温度探测器中LC滤波器系统电气串扰抑制研究。测试分析荷兰SRON机构为SWIPE实验制备的LC芯片，包括自谐振频率、品质因数Q（>10^4量级）及寄生电阻（约10^-4）等关键参数。研究温度与偏置设置对LC滤波器及SQUID输入线圈的影响，通过建模与实验验证电气串扰水平达10^-4量级。

　　

摘要：

新一代宇宙微波背景（CMB）实验利用了低温探测器的特性，尤其是超导过渡边缘传感器（TES）玻尔兹曼计，这些传感器的特点使它们成为当前和未来CMB测量的理想选择。通过将LC滤波器与每个TES串联来实现频域复用（FDM）配置。LC滤波器以及与所有LC通道串联的SQUID输入线圈和布线会导致系统性的电气串扰。在这项工作中，我们展示了针对SRON（荷兰空间研究组织）为SWIPE实验制造的LC芯片所进行的测试和特性分析。这些LC芯片由光刻制造的电感器和平行板电容器组成。测量主要集中在获取共振频率，并将其与预期设计值进行比较，同时测量品质因数和寄生电阻。结果与之前在类似装置上进行的测量一致，显示品质因数高于，寄生电阻在的数量级。研究了LC滤波器和SQUID的特性随温度和偏置设置的依赖性。还进行了测量以确定电气串扰的水平及其主要来源。建模和实验结果均表明，电气串扰的水平约为10-4。