超导边沿转变探测器吸收体热传导仿真
Veröffentlicht in 2020
超导边沿转变探测器(TES)是一种通过测量微小温度变化推算光子能量的薄膜器件。落在吸收体顶面的光子由光能转化为热能被吸收体吸收,热量通过吸收体底面的支撑结构传导到TES上,TES将微小的温度变化转换为电信号读出。为保证吸收体的力学稳定性,在TES和基底上都有支撑结构。为使探测器达到足够的能量分辨率,必须保证吸收体上大部分能量都传导到TES,只有很少能量通过基底上的支撑柱分流到基底。由于光子入射位置、支撑柱半径、数量和位置都可能对导热产生影响,因此需要对支撑方案的参数范围进行限制,为今后的实验设计提供依据。本文使用COMSOL软件的固体传热模块模拟稳态下探测器的热量分布,并对不同支撑方案进行参数化扫描,比较不同方案时吸收体传导到TES和基底的热通量,试图找到最优支撑方案。本文没有使用案例库中的模型。最终,本文获得了稳态下探测器的热量分布,得到吸收体和探测器的总热导。根据热导进一步估算了弛豫时间,证明光子入射位置对热传导的影响很小。同时获得了不同支撑方案下吸收体传导到TES和基底的的热通量,找到了最优支撑方案的参数范围,为今后的器件设计和实验安排提供了重要参考。
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